鎂碳磚彈性模量的檢測方法及計算公式

由於鎂碳磚在空氣中加熱會產生氧化，從而使得測試數據失真，因此，鎂碳磚彈性模量的測量採用埋碳法測量，即預先將試樣放在匣缽中，用石墨粉掩埋試樣充分保護放進高溫電爐中，在某一溫度充分保溫3h，然後將試樣取出，採用常溫彈性模量測試儀進行測量。其中每組試樣的熱處理溫度分別為240℃，400℃，600℃，800℃，1000℃，1400℃。

鎂碳磚

常溫彈性模量測試儀的測試方法為脈衝激振法。其原理圖見圖1，測試過程中衝擊器給定試樣一個脈衝信號，由傳感器(非接觸式)接收試樣的振動信號，通過信號分析器分析得出試樣固有頻率，將獲得的固有振動頻率、試樣尺寸和質量代入公式，計算得出試樣的動態楊氏模量。

1—頻率顯示；2—頻率讀出；3—信號放大器；4—信號分析器；5—傳感器；6—衝擊器；7—試樣；8—支撐系統；9—電氣系統

圖2.2脈衝激振法試驗設備結構原理圖

楊氏模量E計算公式如下：

(1)

式中：

E—楊氏模量，Pa;

m—試樣的質量，g;

b—試樣的寬度，mm;

L—試樣的長度，mm;

t—試樣的厚度，mm;

f1—試樣的彎曲基諧共振頻率，Hz;

T1—試樣的有限寬度與泊松比等因素對彎曲基諧振動模式影響的校正係數。

(2)

式中：μ—泊松比；

J—與試樣長度、厚度及泊松比有關的校正參數。

(3)

如果L/t≥20，則T1可簡化為：

(4)

如果L/t<20且泊松比已知，T1通過公式(2)計算，然後代入公式(1)計算出楊氏模量E，詳見附件《ISO12680-1耐火材料動態楊氏模量試驗方法-脈衝激振法》及《ASTMC1548-2002耐火材料動態楊氏模量、剪切模量及泊松比試驗方法脈衝激振法》。

圖2 常溫彈性模量測試儀

圖2是根據圖1所示的結構原理圖的實物圖，試樣支撐採用三點支撐法，敲擊器採用陶瓷錘。