Conocimiento de la expansión térmica de materiales refractarios.

Conocimientos de dilatación térmica de materiales refractarios.
La expansión térmica se refiere a la propiedad de los materiales refractarios donde su volumen o longitud aumenta con el aumento de temperatura. Comúnmente se expresa en términos de tasa de expansión lineal y coeficiente de expansión lineal promedio, o alternativamente, en términos de tasa de expansión volumétrica y coeficiente de expansión volumétrica.
En realidad, el coeficiente de expansión térmica no es un valor constante; varía con la temperatura. El coeficiente de expansión térmica comúnmente mencionado se refiere a un valor promedio dentro de un rango de temperatura específico. Al aplicar este concepto, es importante prestar atención al rango de temperatura aplicable.
Las propiedades de expansión térmica de los materiales están estrechamente relacionadas con su estructura y fuerza de unión. Los materiales con alta fuerza de unión exhiben bajos coeficientes de expansión térmica (como los materiales de SiC). Para materiales con la misma composición, sus coeficientes de expansión térmica varían debido a diferentes estructuras. Generalmente, los cristales con estructuras compactas tienen coeficientes de expansión térmica relativamente grandes, mientras que los vidrios amorfos suelen tener coeficientes de expansión térmica más pequeños. Para óxidos con una estructura densa de empaquetamiento de iones de oxígeno, el coeficiente de expansión lineal es generalmente grande. En cristales no-isotrópicos (no-sistemas cristalinos equiaxiales), la anisotropía de su expansión térmica es particularmente evidente, con diferentes coeficientes de expansión térmica en diferentes direcciones del eje del cristal. Los materiales con estructuras altamente anisotrópicas exhiben coeficientes de expansión volumétrica muy pequeños.
Las propiedades de expansión térmica de los materiales refractarios dependen de su composición química, composición mineral y microestructura, y también varían con los cambios en el rango de temperatura.
La expansión térmica de los materiales refractarios tiene un impacto directo en su resistencia al choque térmico y su estabilidad volumétrica, por lo que es una de las propiedades importantes a considerar durante la producción (establecimiento del sistema de cocción) y uso de materiales refractarios. Para materiales refractarios con alta expansión térmica y transformación policristalina, se deben reservar juntas de dilatación para compensar las tensiones provocadas por la expansión térmica debido a su gran expansión a altas temperaturas. La tasa de expansión lineal y el coeficiente de expansión lineal son parámetros clave para el diseño y cálculo del tamaño total de la estructura de juntas de expansión reservadas y mampostería.
Existen dos métodos de prueba para la expansión térmica de materiales refractarios, a saber, la norma nacional GB/T 7320.1-2000 (método del émbolo) y la norma nacional GB/T 7320.2-2000 (método del telescopio). Los principios de prueba de ambos métodos son los siguientes: calentar la muestra a una temperatura de prueba específica a una tasa predeterminada de aumento de temperatura, medir el cambio en la longitud de la muestra a medida que aumenta la temperatura y calcular la tasa de expansión lineal de la muestra a medida que aumenta la temperatura y el coeficiente de expansión lineal promedio dentro de un rango de temperatura específico.