警示-本標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定使用中所有與安全有關(guān)的事項。本標(biāo)準(zhǔn)使用者有責(zé)任預(yù)先建立適當(dāng)?shù)陌踩珬l例并確定其限定的范圍。

1 范圍

      本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了耐火材料高溫動態(tài)楊氏模量試驗方法（脈沖激振法）的原理、設(shè)備、試樣、試驗步驟、結(jié)果計算及試驗報告等。

      本標(biāo)準(zhǔn)適用于耐火材料高溫動態(tài)楊氏模量（脈沖激振法）的測定。

2 規(guī)范性引用文件

      下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

      GB/T 4513.5 不定形耐火材料 第5部分：試樣制備和預(yù)處理

      GB/T 7321 定形耐火制品試樣制備方法

      GB/T 8170 數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定

      GB/T 16839.1 熱電偶 第1部分：分度表

      GB/T 16839.2 熱電偶 第2部分：允差

      GB/T 30758 耐火材料 動態(tài)楊氏模量試驗方法（脈沖激振法）

3 術(shù)語和定義

      GB/T 30758界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

      高溫動態(tài)楊氏模量 Young＇s modulus at elevated temperatures

      在高于室溫的溫度下采用動態(tài)法測得的楊氏模量。

4 原理

      將試樣加熱到試驗溫度，保溫至規(guī)定的時間，沖擊器敲擊試樣，測試試樣的彎曲共振頻率，將其代入公式計算出試樣的動態(tài)楊氏模量。

5 意義和用途

      意義和用途如下：

      a）可用于評價耐火材料的特性，輔助耐火材料的研究及其質(zhì)量控制；

      b）適用于測試均一性耐火材料的楊氏模量；

      c）為動態(tài)測試方法，可測試長條狀或圓柱狀試樣的楊氏模量；

      d) 為無損檢測，測試過程中，試樣僅發(fā)生微小變形，對試樣損傷非常小，因此測試后試樣仍可用于其他性能測試；

      e) 可依據(jù)試樣尺寸、組成和結(jié)構(gòu)變化選擇測試范圍；

      f）利用沖擊器（錘）敲擊被簡單支撐的試樣；

      g) 不適用于有大裂紋或空隙的試樣；

      h) 只局限于測試具有規(guī)則幾何形狀的試樣，如長條狀和圓柱狀，因為楊氏模量的計算公式由試樣的相關(guān)尺寸、質(zhì)量和共振頻率組成；

      i) 試樣表面不平整或過分粗糙會對計算結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，動態(tài)楊氏模量與試樣厚度的立方成反比，所以試樣厚度的變化對結(jié)果有重要影響；

      j) 假定試樣為自由振動，無任何約束或阻礙，因此應(yīng)合適放置試樣，確保其能自由振動。

6 設(shè)備

6.1 設(shè)備主要包括試驗爐、脈沖激發(fā)測量裝置和試樣支撐裝置等，其結(jié)構(gòu)原理圖見圖1。

      說明：

      1——爐襯；

      2——沖擊器；

      3——試樣支撐裝置；

      4——試樣；

      5——保護裝置；

      6——熱電偶；

      7——高溫傳感器；

      8——信號分析系統(tǒng)；

      9——隔振裝置。

圖1 試驗設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖

6.2 電加熱爐，能夠至少容納一塊試樣，具有按8.4.1規(guī)定的升溫制度將試樣加熱到試驗溫度的能力。應(yīng)有足夠大的加熱區(qū)域，且保證試驗時試樣周圍溫度均勻，溫差不超過±10℃。

      對于含碳等易氧化試樣，試驗爐中試樣周圍的氣氛應(yīng)是中性或還原性的，可采用氣密性試驗爐，通入純凈的氮氣或氬氣等保護性氣體以保護試樣免于氧化。

6.3 脈沖激發(fā)測量裝置包括沖擊器、高溫傳感器、信號分析系統(tǒng)，如圖1所示，用于激發(fā)、探測、分析和記錄試樣的固有頻率。

      在試驗溫度下，沖擊器和試樣接觸時應(yīng)不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)或變形；沖擊器的沖擊力應(yīng)能使試樣產(chǎn)生合適的振動，但不能對試樣造成物理損壞或使試樣移動。

      高溫傳感器由接收器和保護裝置等組成，可測頻率量程至少為50 Hz～20 kHz，傳感器的最大可接收頻率在-3dB功率損耗發(fā)生之前應(yīng)至少大于頻率測量量程的10％。

      信號分析系統(tǒng)精度應(yīng)達(dá)到0.1％FS。

      注：推薦沖擊器沖擊頭的曲率半徑R為（4±1）mm。

6.4 試樣支撐裝置可由切口整齊或圓柱形的耐高溫輕質(zhì)材料制成，也可采用懸線法支撐試樣，試樣應(yīng)處于水平位置。

      試驗溫度下，支撐裝置和試樣接觸時不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)或變形，且在同一水平面上，其長度至少大于試樣寬度5mm，若為圓柱形支撐，建議曲率半徑R為（5±1）mm，應(yīng)定期對支撐裝置進(jìn)行檢查，以保證其符合使用要求。

      試樣支撐點位于距離試樣兩端0.224L的節(jié)點處。

6.5 熱電偶，符合GB/T 16839.1和GB/T 16839.2的要求。

6.6 游標(biāo)卡尺，分度值0.02mm。

6.7 鼓風(fēng)干燥箱，溫度能控制在（110±5）℃。

6.8 電子天平，分度值為0.01g。

7 試樣

7.1 定形試樣制備依據(jù)GB/T7321進(jìn)行，不定形試樣制備依據(jù)GB/T 4513.5進(jìn)行。

7.2 試樣可以是長條狀或圓柱狀。長條狀試樣的長寬比不小于3，長厚比不小于5。試樣的最小尺寸至少是試樣中最大顆粒的4倍。一般情況下長條狀試樣的尺寸為（120～160）mm×（20～40）mm×（20～30）mm，試樣表面應(yīng)平整，試樣的長、寬和厚方向的平行度偏差不超過1％。圓柱狀試樣的長度和直徑的比不小于5，圓柱狀試樣的尺寸由相關(guān)方協(xié)商確定。

7.3 其他尺寸的試樣可由相關(guān)方協(xié)商確定，試樣的形狀尺寸應(yīng)在報告中注明。

8 試驗步驟

8.1 試樣干燥

      一般情況下，試樣應(yīng)在（110±5）℃烘干至恒量；對易水化試樣，應(yīng)盡可能干切，如需濕切，濕切后用干布將水擦干后立即在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)（110±5）℃干燥至恒量。

8.2 試樣質(zhì)量和尺寸測定

      用電子天平稱量試樣的質(zhì)量，精確到0.01g，用游標(biāo)卡尺測量試樣長度、寬度和厚度，精確到0.02mm。

8.3 裝樣

      將準(zhǔn)備好的試樣，輕輕地置于試樣支撐裝置上，使試樣兩端距支撐點的距離為0.224L。調(diào)整高溫傳感器，使傳感器位于試樣的反節(jié)點處，如圖2所示。試樣與發(fā)熱體之間距離應(yīng)不小于50mm；多塊試樣測試時，試樣之間的間距應(yīng)不小于30mm。

      調(diào)整沖擊器的敲擊力度，測試并記錄室溫下試樣的彎曲共振頻率。

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