白剛玉的熱膨脹系數(shù)是多少？對性能有哪些影響？
【白剛玉的熱膨脹系數(shù)】
白剛玉的熱膨脹系數(shù)并不是一個(gè)固定的單一數(shù)值，它會受到多種因素的影響，如溫度范圍、白剛玉的純度、晶體結(jié)構(gòu)等。一般情況下，在室溫至1000℃的溫度區(qū)間內(nèi)，白剛玉的熱膨脹系數(shù)大約在(7 - 8)×10??/℃ 。
【熱膨脹系數(shù)對白剛玉性能的影響】
1. 對熱穩(wěn)定性的影響
a. 熱震損壞：熱膨脹系數(shù)反映了材料在溫度變化時(shí)體積或長度的變化程度。白剛玉熱膨脹系數(shù)相對較大，當(dāng)它經(jīng)歷快速的溫度變化（熱震）時(shí)，材料內(nèi)部會產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。如果熱應(yīng)力超過了白剛玉的強(qiáng)度極限，就會導(dǎo)致材料出現(xiàn)裂紋甚至破碎。例如在一些高溫窯爐中，如果白剛玉制品在短時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷從高溫到低溫的劇烈溫度變化，由于膨脹和收縮不一致，容易在內(nèi)部形成微裂紋，降低了其熱穩(wěn)定性和使用壽命。
b. 抗熱疲勞性能：在反復(fù)的溫度循環(huán)變化下，較大的熱膨脹系數(shù)使得白剛玉內(nèi)部不斷承受熱應(yīng)力的交替作用，加速了材料的疲勞損傷。這會導(dǎo)致白剛玉的結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，性能下降，限制了它在需要頻繁經(jīng)受溫度變化環(huán)境中的應(yīng)用。
2.對加工性能的影響
a. 切割和磨削：在磨削加工過程中，砂輪等磨削工具通常會產(chǎn)生大量的熱量。白剛玉作為常用的磨料，如果熱膨脹系數(shù)較大，在磨削時(shí)因溫度升高而發(fā)生膨脹，可能會改變磨具的形狀和尺寸精度，影響加工的表面質(zhì)量和尺寸精度。同時(shí)，膨脹產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力還可能導(dǎo)致磨粒過早脫落，降低磨削效率和磨具的使用壽命。
b. 燒結(jié)成型：在白剛玉制品的燒結(jié)過程中，熱膨脹系數(shù)會影響燒結(jié)體的致密化和收縮情況。如果熱膨脹系數(shù)不合適，在燒結(jié)升溫或降溫階段，材料可能會出現(xiàn)不均勻的膨脹和收縮，導(dǎo)致制品出現(xiàn)變形、開裂等缺陷，影響產(chǎn)品的成型質(zhì)量和性能。
3. 對化學(xué)穩(wěn)定性的影響
與周圍介質(zhì)的反應(yīng)：熱膨脹系數(shù)會影響白剛玉與周圍介質(zhì)（如氣體、熔渣等）的接觸情況。當(dāng)溫度變化時(shí)，白剛玉的膨脹或收縮可能會改變其與周圍介質(zhì)的界面狀態(tài)，使得一些原本難以發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)變得更容易進(jìn)行。例如在高溫環(huán)境下，白剛玉與某些熔渣接觸時(shí)，熱膨脹可能會導(dǎo)致材料表面產(chǎn)生微小的縫隙，使得熔渣更容易滲透進(jìn)入白剛玉內(nèi)部，從而加速了材料的化學(xué)侵蝕，降低了其化學(xué)穩(wěn)定性。
4. 對機(jī)械性能的影響
強(qiáng)度和硬度：熱膨脹過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力會影響白剛玉的晶體結(jié)構(gòu)和原子間的結(jié)合力。在一定程度上，過大的熱膨脹可能會削弱晶體結(jié)構(gòu)的完整性，降低白剛玉的強(qiáng)度和硬度。特別是在高溫環(huán)境下，由于熱膨脹引起的晶格畸變等因素，會使材料的力學(xué)性能下降，影響其在承載和耐磨等方面的應(yīng)用。
白剛玉的熱膨脹系數(shù)在一些特定的應(yīng)用場景例如經(jīng)過高溫?zé)频纳拜喓吞沾伞⒕荑T造、耐火磚和耐火澆注料等方面都會有很大影響。因此，冶煉充分的、氧化鋁純度高、鈉含量低的白剛玉，其熱膨脹系數(shù)低，具有更好的體積穩(wěn)定性。
