1 范圍

      本標準規(guī)定了鉑電阻溫度計法測定耐火材料導熱系數(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。

      本標準適用于不含碳、不導電及導熱系數(shù)不大于15W/（m·K）的耐火材料導熱系數(shù)的測定。

      注1：本標準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的時間變化，從而得出準確的熱線升溫速率。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。

圖1 測量裝置示意圖

4.1.2 加熱爐

      加熱爐的加熱室應能容納2塊230mm×114mm×75mm的直形磚，并應在底部設(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大于±0.5℃。另外，應在爐墻上設(shè)置四個孔，放置四根空心氧化鋁保護管。保護管中分別埋設(shè)兩根熱線升溫引線和與兩根測阻引線。孔與孔之間應保持一定的間距，以減少升溫過程中的導電性。

4.1.3 熱電偶

      用于測量試件外側(cè)的溫度。應由鉑或鉑銠絲組成，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。熱線加熱應當使用穩(wěn)定的交流電，測試功率應當在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)還應具備測量電流與壓降的裝置，其滿量程精度應達到±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)字電壓表應能自動變換量程、自動校驗，數(shù)字分辨率為6％（即精度達到六位半）。溫度——時間記錄設(shè)備的靈敏度應至少應能達到：0.2μV/mm，或者測溫分辨率達到0.01℃，時間測試分辨率短于0.5s。

4.1.6 計算機

      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（可重復使用的試驗導線）

      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)的測定方法參照標準GB/T 5977進行。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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