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GB/T 17106-1997

基本信息

标准号: GB/T 17106-1997

中文名称:耐火材料导热系数试验方法(平行热线法)

标准类别:国家标准(GB)

标准状态:已作废

发布日期:1997-01-01

实施日期:1998-05-01

作废日期:2007-02-01

出版语种:简体中文

下载格式:.rar.pdf

下载大小:285352

标准分类号

标准ICS号:玻璃和陶瓷工业>>81.080耐火材料

中标分类号:建材>>耐火材料>>Q41硅质耐火材料

关联标准

替代情况:被GB/T 5990-2006代替

采标情况:idt ISO 8894-2:1990

出版信息

出版社:中国标准出版社

页数:平装16开, 页数:11, 字数:16千字

标准价格:10.0 元

出版日期:1998-05-01

相关单位信息

复审日期:2004-10-14

起草单位:洛阳耐火材料研究院

归口单位:全国耐火材料标准化技术委员会

发布部门:国家技术监督局

主管部门:国家标准化管理委员会

标准简介

本标准规定了平行热线法测定耐火材料的导热系数。本标准适用于测量温度不大于1 250℃、导热系数小于25W/(m·K)的材料,不适用于导电材料。 GB/T 17106-1997 耐火材料导热系数试验方法(平行热线法) GB/T17106-1997 标准下载解压密码:www.bzxz.net

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标准内容

GB/T 17106-1997
本标准等同采用ISO8894-2:1990《耐火材料导热系数的测定第二部分:平行热线法》。
本标准第5章中的测控仪表-数字万用表的等级为我国标准的0.2级。第8章中热电偶的电势值按1990年国际温标大会确定。第7.3中试样的支座为两个。本标准的附录A是提示的附录。
本标准由中华人民共和国治金工业部提出。本标准由全国耐火材料标准化技术委员会归口。本标准起草单位:洛阳耐火材料研究院。本标准主要起草人:张亚静、郑祥华。306
GB/T 17106—1997
ISO前言
ISO(国际标准化组织)是各国家标准化协会组织(ISO成员机构)组成的全球性联合会。国际标准的制定工作是由ISO技术委员会提出的。任何一个成员单位可对某技术委员会提出的课题向其任职委员会说明其意愿。国际协会、政府和非政府的机构等可与ISO联系,也可参加其中的工作。经技术委员会采纳的国际标准草案将轮流传送到各成员单位进行投票。作为国际标准的出版物需要至少75%投票者的赞成。
国际标准ISO8894-2是由耐火材料技术委员会ISO/TC33,试验方法分委员会SC2提出的。常用的耐火材料导热系数的测定ISO8894由下列两部分组成。第一部分:十字热线法
第二部分:平行热线法
ISO8894的附录A和附录B仅供参考。307
1范围
中华人民共和国国家标准
耐火材料导热系数试验方法
(平行热线法)
Refractory materials--Determination of thermalconductivity-Hot-wire method (parallel)1.1本标准规定了平行热线法测定耐火材料的导热系数。GB/T 17106-1997
idt IS0 8894-2: 1990
1.2本标准适用于测量温度不大于1250℃、导热系数小于25W/(m·K)的材料,不适用于导电材料。1.3在1.2规定的范围内,本法还适用于粉状料及颗粒料(见7.2)。注
1)不烧砖和不定形耐火材料预制件的导热系数由于受硬化或凝固后残留水在加热时脱水的影哦,试样须作预处理。预处理的方法、程度和试样在测基温度时的保温时间等细节超出了本标准的范围,应由有关双方协商一致。2)测量非均质材料一般是困难的,尤其是含有纤维的材料,使用本方法对这类材料的测量也应由有关双方协商一致。
2引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中的引用而构成了本标准的条文。在标准出版时,所示版本均为有效。所有的标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列最新版本的可能性。GB/T5990—86定形隔热耐火制品导热系数试验方法(十字热线法)GB/T10325--88耐火制品堆放、取样、验收、保管和运输规则3定义
本标推采用下列定义。
3.1导热系数(a)热流密度除以温度梯度,单位W/(m·K)。3.2热扩散系数(α)导热系数除以单位体积的热容,单位m2/s。3.3功率(P)电流与电势差的乘积,单位W。4原理
平行热线法是测量距埋设在两个试块间线热源规定距离和规定位置上的温度升高所进行的一种动态测量法。
试样组件在炉内加热至规定温度并在此温度下保温,再用沿试样长度方向埋设在试样中的线状电导体(热线)进行局部加热,热线载有已知恒定功率的电流,即在时间上和试块长度方问上功率不变热电偶安放在离热线规定的位置,且平行于热线(见图1)。从接通加热电流的瞬间开始,热电偶便开始测量温升随时间的变化,此温升与时间的函数就是被测试样的导热系数。国家技术监督局1997-11~11批准308
1998-05-01实施
5设备
GB/T 17106--1997
5.1试验炉,电加热炉能容纳一个或多个试样组件(见6.2),至少能升至1250C,试样任意二点间的温差不大于10℃;在测试中(约15min内)试样外部温度波动不大于土0.5C。试验温度偏差为土5℃。5.2热线,最好采用铂线、铂/合金线,长约200mm,直径不大于0.5mm。长度的测量精确到0.5mm,热线的一端与电源的引线连接,也可以不用引线,直接延伸热线本身。在任何情况下,埋在试样内的引线的直径应和热线相同,热线的另一端和测量电压的引线相连,在试样内的引线直径不大于热线直径,试样外的引线应由两根或两根以上0.5mm直径的导线绞成,炉子外部的电流引线采用大容量的电缆(20A/2.5mm\)。
注:热线也可以用贱金属线,在此情况下,引线应和热线材质相同,其他注意事项应满足本条要求。5.3热线电源,采用交流稳压电源,测量期间功率波动不超过2%,能供给热线的功率至少是80W(对于200mm长的热线相当于250W/m),如果可能,最好采用恒定功率电源。5.4示差铂/铂~热电偶(R或S型),出测量热电偶和一-个反接的参比热电偶组成(见图1)。测量热电偶和热线平行,二者相距15mm士1mm(见图2)。参比热电偶放在上试块的上表面和盖板中间,盖板材质和试样相同,以保持有稳定的输出。热电偶的直径应和热线相同,其长度应能延伸到炉外经连线和测量仪器相连,连线可用其它材质的导线,热电偶外部接点应恒温。注:1)在1000℃以下可用贱金属热电偶。2)在上试块和盖板间可加隔热板。5.5数字万用表,用于测量热线电流和电压,二者的测量精度至少为士0.5%。注:可选用0.2级以上的仪器。
5.6测量系统,温度时间记录装置,灵敏度至少为2uV/cm或能显示0.05μV,时间分辨率要高于0.5s测温精度0.05K。
5.7匣钵,用于试验粉料或颗粒料,它的内部尺寸和第6章中规定的整体试样相同,以便使试验系统有6.2规定的两个接触面,下匣钵是一个无盖的方盒,上匣钵是个方框另带一个盖(见图3)。6试样
6.1取样
应按照GB/T10325或其他标准取样。6.2尺寸
试样组件应包括两个相同的试块,尺寸不小于200mm×100mm×50mm。注:在满足6.3的条件下,建议选用230mm×114mm×64mm或230mm×114mm×76mm标准砖做试块。6.3表面平整度
尽可能将两个试块的接触面磨平,使得在距离100mm以内的两点间平整度的偏差不超过0.2mm。6.4致密材料刻槽
对于致密材料,需在试块的两个接触面或仅在下试块的砖面上刻槽以容纳热线和热电偶,其深度和宽度应满足图4的要求。
注:高导热材料(如≥5W/(m·K))需在上下两个接触面上刻槽,7试验步骤
7.1装样准备试验,在两个试块之间安置热线(5.2)和示差热电偶(5.4),使热线沿着砖面的中心线,并用泥浆将其粘合在槽内,泥浆出磨细的试样细粉和少量适当的结合剂(如2%糊精和水)结合而成。应确保热线粘结均勾,使其在上下试块的热量传递相等(见图4)。7.2如果试样采用粉料或颗粒料,先用它们填满下部匯钵(5.7),将热线和热电偶放在其上(见图3),309
GB/T 17106-1997
再把上睡钵放在下体上,用试验材料填满,用与厘钵同样材质的盖板盖在厘钵上。在不敲动的情况下,测定材料的堆积体密。
注:在有关双方同意的情况下,可用振动或压实的方法充填厘体使其达到规定的体密。7.3将试样组件装入炉内(5.1),为保证受热均勾,使试样组件都放在与被试验材料材质类似的两个支座上,其尺寸为125mm×10mm×20mm,支座的支承面为125mm×10mm,与试快114mm×76mm(或100mm×50mm)的面平行,并距此面约20mm。7.4将热线、热电偶连接到测量仪器上(5.5),断开热线回路。以不大于10K/min的升温速率将炉温升至第一个试验温度。
注:升温速率应低至保证试样不受热震损坏。7.5根据最初试验设定输人功率,选择记录仪的灵敏度,至少使仪表读数为满量程的60%,最好80%。表1给出了一定范围内的导热系数和记录仪表的灵敏度所需选择输人功率的参考值。此值是根据在最长测量持续时间(tmax)内记录仪指针偏转满量程的80%所确定的。同时,该表也列出了对时间测量精度要求(t的精确度)。
注:热线输人功率大小根据设备的不同而不同,初始试验时可估计-一下,最终可根据经验确定。表1选用的量程和功率值(0.8×满量程)导热系数入
W/(m·K)
最大试验时间
时间的
测量精度
0~~20μV
推荐的功率,W/m
0~50μV
0~100μV
注:此表的数据是根据使用\S\型热电偶(见5.4)制定的,如果使用\R”型热电偶应该加以调整。0~200μV
7.6当炉温达到试验温度后,应检查装样区温度是否均勾和稳定,示差热电偶(5.4)在试验前10min内其波动不超过0.05C:
7.7当满足7.6要求后,在接通热线回路的同时记录示差热电偶的输出和对应的时间,如果没有采用自控电源,就需在接通热线回路之时起,同时记录通过热线的电压和电流,并在整个测试期间间隔记录几次。
7.8在加热-段时间之后(见表1),切断热线回路,停止记录示差热电偶的输出。7.9在热线和试样达到温度平衡后,按照7.6检查温度的均匀与稳定,重复7.7、7.8操作,在相同条件下再次测量热线升温速率。
7.10以不大于10K/min的速率将炉温升到下一个试验温度,再按7.5~7.9进行重复测试。7.11每个试验温度重复7.10至少测量两次。8结果计算
导热系数按公式(1)计算:
式中:入
导热系数,W/(m·K);
电流,A;
电压,V;
GB/T 17106—1997
见图2,在热线P、Q之间的长度,m;在t时刻测量热电偶和示差热电偶之间的温差,K;在接通和切断热线回路时的时间差,s;热线和测量热电偶之间的间距,m;热扩散系数,m\/s;
de的指数积分,确是了之后、一 ( 4at
A8(2t)
在1.5~~2.4之间,入值认为是准确的。9试验报告
试验报告包括以下内容:
a)试验单位;
b)试验日期;
)参照标准;
d)试验材质(厂家、产品、类型、批号等);e)材料的预处理(见1.3注1);f)粉料和颗粒料用倾倒法测量体密,不得敲动(见7.2);g)炉内气氛:
h)在各个试验温度下导热系数的单值和平均值。与《2)的函数关系
与(t)
6.928 76.296 65.768 95. 321 33.4192
3.09182.9485
0.74590.731 3
0.617 30.606 3
o.44280.4360
0. 336 90.332 4
0. 295 60. 291 9
从表2查得:
4.30854.048 33.81623.6077
1. 081 41. 055
0. 861 60.843 4
0. 703 40. 690 0
0. 502 50. 494 4
2. 379 52. 288 3
1.786 31.7295
0. 825 9/ 0. 808 9
50.42300.4168
0. 404 60.398 7
0. 371 10. 365 9/0. 360 8
0.227 30.224 7Www.bzxZ.net
0. 183 4 / 0. 181
0.346 20.341 5
0. 303 20. 299 4
0. 267 60. 264 4
0. 237 80. 235 1
A8(21)
0. 074 90. 074 4
GB/T 17106--1997
表2(完)
0. 136 40. 135 2]
0. 134 0/0. 132 9
0. 126 1o. 125 0[0. 123 9 0. 122 9 0. 121 80. 115 8o. 114 90f113 9/0. 113 0 0.112 10. 106 8|0. 105 9
1 /0. 104 3 |0. 103 4
0. 097 90. 097 2|0. 096 40. 095 70. 098 7
0. 078 60. 078 0
089 5/0. 088 8
083 20. 032 6
0. 077 51 0. 077 0
0. 073 90. 073 4
[0. 072 4 / 0. 071 9
10, 072 9
0. 068 2↓ 0. 057 70. 067 3
0. 064 70. 064 3
063 90. 063 5
0. 060 80. 060 4
0. 060 0 0. 059
0. 057 2|0. 056 8|0. 056 5
0. 048 00. 047
0. 045 4/0. 045
0. 052 9 0. 052 6
.049 9/0.049 6
0. 047 20. 046 9
0. 043 0/0. 042 8
0. 040 8 |0. 040 6
0. 036 80. 036 7
0. 038 2/ 0. 038 0
10. 036 1
0. 034 6 |0. 034 4
10. 033 3
0. 031 9|0. 031
0. 032 90. 032 8
.031 60.031
0. 030 40. 030 30. 030 2 |0. 030 00. 029 1/0. 029 0/0. 028 80.028 70. 027 80. 027
0. 027 60. 027 5
0. 026 60. 026 50. 026 40. 026 30. 026 9
0.02560.02550.0254|0.02530.02520. 025 7
0.0245j0.0244/0.0243j0.0242
0. 025 10. 025 0
0. 024 1 0. 024 00. 023 9
上盖板
参比热电偶
隔热板
测量热电偶
加热电路
加热电路和测量电路装配示意图(示差热电偶电路)0.029 5
潮斑时间
记录仪
①电瓶表
GB/T 17106-1997
上盖板
测最热电信
电压表
测量电路装配示赢图
多比热电候
热线长度
图3装有热线和热电偶的试样匣钵15mm
磨细的试块料
对称埋人试块中的热线和热电偶313
时间t
GB/T 17106—1997
附录A
(提示的附录)
测定导热系数的例子
平行热线法定导热系数测量结果举例(t)
48(2t)
*:△8(2t)/A0(t)的测试值在1.5~2.4之外,未用于计算平均值。VI
=14.32W/(m·K)
导热系数入
W/(m ·K)
导热系数平均值
W/(m ·K)
表A1中,第2列列出了在时间间隔1时示差热电偶的电动势(μV)。第3列将电动势转换成温度值在换算温度时,必须使用正确的热电偶电势值,各种类型的热电偶电势值可以在1990年国际温标大会确定的温度-热电势对照表中查得。第4列列出了△0(2t)/△(t)的比值,此表达式可以通过测量数据计算。A6(20)
A6(60)
例:t)
A8(2t)
46(30)
40(96)
46(48)
A8(2t)
对应的
见表2,必要时列人表中第5列。把一H
度代第8章公式中,通过计算求得入,列于表中第6列。△g(t).输人功率和热线长
测量入值接近恒定的时间取决于材料,有效的测量结果是几次实测结果(表A1第6列)的平均值。应该报告任-温度下的两次实测结果的平均值,每次实测入单值与平均值的偏差不得大于5%。314
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