1 范圍

      本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鉑電阻溫度計法測定耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)的原理、設(shè)備、試樣、安裝、試驗步驟、結(jié)果計算及試驗報告。

      本標(biāo)準(zhǔn)適用于不含碳、不導(dǎo)電及導(dǎo)熱系數(shù)不大于15W/（m·K）的耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)的測定。

      注1：本標(biāo)準(zhǔn)的測試溫度范圍為室溫到1500℃，測試溫度上限也取決于材料使用極限溫度，或耐火材料成為導(dǎo)體的溫度。

      注2：一般對于非均質(zhì)材料較難得出精確的測試值，尤其是含纖維的材料。用本方法對這些材料進(jìn)行試驗時，需經(jīng)有關(guān)方協(xié)商一致。

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 5977 電阻溫度計用鉑絲

      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 17911 耐火纖維制品試驗方法

      GB/T 31057.1 顆粒材料 物理性能測試 第1部分：松裝密度的測量

3 原理

      對兩塊耐火試樣組成的試件之間的純鉑絲熱線施加恒定功率，熱線升溫的速率取決于熱流從熱線傳到試件恒溫部分的速率。測量試件正中心部分測阻引線之間的鉑絲熱線電阻增加值和對應(yīng)的時間變化，從而得出準(zhǔn)確的熱線升溫速率。根據(jù)熱線升溫速率和輸入功率，用傅立葉公式計算出導(dǎo)熱系數(shù)。

4 設(shè)備

4.1 測量裝置

4.1.1 設(shè)備示意圖

      測量裝置示意圖如圖1所示。

      說明：

      1——試件；

      2——熱線；

      3——加熱爐；

      4——熱電偶：

      5——斷電器；

      6——分流器；

      7——電源；

      8——數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)；

      9——計算機(jī)。

圖1 測量裝置示意圖

4.1.2 加熱爐

      加熱爐的加熱室應(yīng)能容納2塊230mm×114mm×75mm的直形磚，并應(yīng)在底部設(shè)置兩個支撐架，使試件均勻受熱。加熱爐在每個測試溫度點的溫度控制到±5℃，試件任意兩點間的溫差不大于10℃。熱線升溫步驟開始前15min內(nèi)應(yīng)保持溫度穩(wěn)定，恒溫期間試件外側(cè)熱電偶所測得溫度值波動不應(yīng)大于±0.5℃。另外，應(yīng)在爐墻上設(shè)置四個孔，放置四根空心氧化鋁保護(hù)管。保護(hù)管中分別埋設(shè)兩根熱線升溫引線和與兩根測阻引線。孔與孔之間應(yīng)保持一定的間距，以減少升溫過程中的導(dǎo)電性。

4.1.3 熱電偶

      用于測量試件外側(cè)的溫度。應(yīng)由鉑或鉑銠絲組成，并與最終試驗溫度相匹配。

4.1.4 熱線升溫系統(tǒng)

      熱線升溫系統(tǒng)包括交流電源、分流器與斷電器。產(chǎn)生0A～10 A（0V～50 V）的穩(wěn)定電流。熱線加熱應(yīng)當(dāng)使用穩(wěn)定的交流電，測試功率應(yīng)當(dāng)在1W/m至125W/m之間，這等同于在150mm的測阻引線之間的熱線功率為0.15 W～18.75 W。本系統(tǒng)還應(yīng)具備測量電流與壓降的裝置，其滿量程精度應(yīng)達(dá)到±0.5％。

4.1.5 數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)

      數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)包括直流電源、數(shù)字電壓表、程序記錄儀、繼電器、分流器。為了測量熱線的電阻值變化，需要使用較低（比如100mA）的恒定直流電流疊加于熱線交流升溫電流之上。記錄測阻引線之間熱線段的直流電壓降以計算出熱線溫度變化。由于測量時熱線電阻的變化率僅為其絕對電阻值的百萬分之一，需要使用分辨率足夠高的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)。程序化的數(shù)字電壓表應(yīng)能自動變換量程、自動校驗，數(shù)字分辨率為6％（即精度達(dá)到六位半）。溫度——時間記錄設(shè)備的靈敏度應(yīng)至少應(yīng)能達(dá)到：0.2μV/mm，或者測溫分辨率達(dá)到0.01℃，時間測試分辨率短于0.5s。

4.1.6 計算機(jī)

      能控制數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)與熱線升溫系統(tǒng)，采集和分析試驗結(jié)果（附帶IEEE元器件并具有順序文件編號功能）。

4.1.7 熱線測量架（可重復(fù)使用的試驗導(dǎo)線）

      如圖2所示，熱線測量架由一條至少300mm長的熱線和兩條中心間距大約150mm的垂直測阻引線組成。為確保測量準(zhǔn)確，熱線和垂直測阻引線采用純鉑絲。熱線鉑絲的技術(shù)要求與其溫度系數(shù)的測定方法參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5977進(jìn)行。鉑合金絲僅可用于連接熱線測量架與外部的升溫電路和測阻電路。熱線與測阻引線可通過氧化鋁空心管和安裝在爐邊的有隔熱保護(hù)的接線盒分別連接熱線升溫系統(tǒng)與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)。熱線直徑在0.3mm～0.5mm之間。推薦測阻引線的徑向截面積小于熱線的一半，也可與熱線的直徑相同。熱線測量架外部的加熱電流引線至少與熱線的直徑相同。熱線測量架的制作方法是采用微炬焊、電弧焊或電弧沖壓焊將測阻引線與熱線焊接，焊點成珠狀，且盡可能小。焊接點需平直，使測阻引線垂直于主線，焊點接頭排成T形。

      說明：

      1——下部試樣；

      2——上部試樣；

      3——熱線；

      4——測阻引線。

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