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熱穩定性,是指材料承受溫度的急劇變化而不致破壞的能力,又稱(chēng)為抗熱震性。一般無(wú)機材料的熱穩定性與抗張強度成正比,與彈性模量、熱膨脹系數成反比。而導熱系數、熱容、密度也在不同程度上影響熱穩定性。建筑學(xué)上的熱穩定性,是指在周期性熱作用下,圍護結構或房間抵抗溫度波動(dòng)的能力。
一般無(wú)機材料的熱穩定性較差,其熱沖擊損壞有兩種類(lèi)型:一種是材料發(fā)生損失斷裂,抵抗這類(lèi)破壞的性能稱(chēng)為抗熱沖擊斷裂性;另一種是材料在熱沖擊循環(huán)作用下,材料表面開(kāi)裂、剝落,并不斷發(fā)展,然后碎裂或質(zhì)變,抵抗這類(lèi)破壞的性能稱(chēng)為抗熱沖擊損傷性。對于脆性或低延性材料,抗熱沖擊斷裂性尤為重要。對于高延性材料,熱疲勞是主要的問(wèn)題,雖然溫度的變化不如熱沖擊劇烈,但其熱應力水平也可能接近于材料的屈服強度,且這種溫度變化反復發(fā)生導致疲勞破壞。
對于密實(shí)性陶瓷、玻璃等脆性材料,提高熱穩定性的關(guān)鍵是提高抗熱沖擊斷裂性能,措施如下:
1、提高材料的強度,減小彈性模量:這意味著(zhù)提高材料的柔韌性,能吸收較多的彈性應變能而不致開(kāi)裂,因而提高了熱穩定性。
2、提高材料的熱導率:熱導率越高,傳熱越快,能使材料內外溫差得到有效緩解、平衡,降低了短時(shí)間熱應力的聚集,對熱穩定性有利。
3、減小材料的熱膨脹系數:熱膨脹系數小的材料,在同樣的溫差下,產(chǎn)生的熱應力小,熱穩定性高。
4、減小表面熱傳遞系數:系數越小,材料能承受的溫度變化越大,熱穩定性越高。
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