一、耐火磚的硬度

硬度材料的硬度是指材料抵抗外力刻劃、壓入、研磨的能力。它是衡量耐火磚耐磨性及抗氣流與粉塵沖刷的一個(gè)重要指標(biāo)。一般情況下，材料的硬度越高，其耐磨性及抗沖刷能力會越強(qiáng)。

衡量與測定材料的硬度可以用刻劃、壓入或研磨等方法。所謂刻劃是用手指、刀，或者標(biāo)準(zhǔn)礦物在一種材料上劃痕，觀察刻痕的狀況，判斷其硬度。壓入是指采用小球、小尖錐或者小圓柱在材料上施以集中的壓力，觀察壓痕的狀況，判斷硬度。研磨是指通過材料的摩擦損耗來判斷其硬度。表征材料的硬度常用的有莫氏硬度(HM)、布氏硬度(HB)與維氏硬度三種。莫氏硬度是由德國礦物學(xué)家莫斯(Fredevich Mchs)提出的。用來表示材料的相對硬度，以最硬的天然金剛石的硬度為標(biāo)準(zhǔn)，定為10級，其他材料的硬度在1～10級之問，依次遞減，如碳化硼的硬度為9.3，剛玉的硬度為9等。布氏硬度是用一定的載荷把大小一定(直徑一般為10 mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時(shí)間后去載荷，以負(fù)荷與壓痕面積之比值(單位面積上承受的壓力)表示材料的硬度，即布氏硬度。維氏硬度是以120 kg以內(nèi)的載荷施加于一個(gè)頂角為136度的金剛石方形錐壓人器上，壓人材料表面獲得壓痕凹坑，載荷與壓人凹坑表面積之比即為維氏硬度。測定各硬度都有嚴(yán)格的規(guī)定與儀器，例如顯微維氏硬度計(jì)等，測定時(shí)應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

耐火磚的硬度取決于其晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)合強(qiáng)度、材料的密度以及處理工藝等許多因素。

耐火磚是一個(gè)多相體，它由骨料及基質(zhì)構(gòu)成，常含有不同的物相。因此，用顯微硬度計(jì)測得的硬度并不能代表耐火磚的硬度。實(shí)際上，測定耐火磚硬度的意義并不大。耐火磚的耐磨性可能更有實(shí)際意義。

二、耐火磚的耐磨性

耐磨性材料的耐磨性是指材料抵抗磨損的能力。摩擦學(xué)將磨損定義為：“物體相對運(yùn)動時(shí)，相對運(yùn)動表面的物質(zhì)不斷損失或產(chǎn)生殘余變形稱為磨損。”就耐火磚而言，最常見的是煅燒物料或含固體粒子的氣流對材料的磨損。前者如水泥回轉(zhuǎn)窯、高爐上部內(nèi)襯以及焦?fàn)t焦化室等；后者如流化床鍋爐內(nèi)壁、旋風(fēng)分離器內(nèi)壁等。耐火磚的耐磨性是抵抗這些物料磨損的能力。

我國規(guī)定耐火磚耐磨性的測定方法采用美國標(biāo)準(zhǔn)方法(ASTM)。其原理是：將規(guī)定形狀與尺寸的試樣垂直面對噴砂管，用壓縮空氣將磨損介質(zhì)通過噴砂管吹到試樣上，測得磨損前后質(zhì)量的變化。按下式計(jì)算耐火磚的磨損量：

A=(M1-M2)／B=M／B

式中A——耐火磚的磨損量，cm3。

M1——檢驗(yàn)以前的試樣質(zhì)量，g；

M2——檢驗(yàn)以后的試樣質(zhì)量，g；

B——試樣的體積密度，g／cm3；

M——試樣的損失質(zhì)量，g。

影響耐火磚耐磨性的因素很多，主要包括下列幾個(gè)方面。

1、硬度。通常認(rèn)為硬度是衡量材料耐磨性的重要指標(biāo)。材料越硬其耐磨性也越好，但在沖擊磨損很大的情況下，硬度影響并不一定非常大。前面提到耐火磚為非均質(zhì)體，各部分的硬度可能不同。對于包含有剛玉磚、碳化硅磚，如果結(jié)合強(qiáng)度足夠，當(dāng)硬度小的易磨損材料磨損后，這些高硬度的材料仍能抵抗對耐火磚的磨損。

2、晶體結(jié)構(gòu)與晶體的互溶性。具有某種特定晶體結(jié)構(gòu)的材料有較好的耐磨性，如具有密排六方結(jié)構(gòu)的鈷的摩擦系數(shù)小，耐磨損。冶金上互溶性差的金屬之間的耐磨性也好。

3、強(qiáng)度。耐火磚的使用過程中會碰到大量的沖擊磨損，因此，高強(qiáng)度的耐火磚抗磨損的能力強(qiáng)。

4、體積密度。體積密度大，顯氣孑L率低的耐火磚抗磨損能力高。

5、溫度。溫度對材料的硬度、互溶性及反應(yīng)性等有影響，因而間接影響耐火磚的耐磨性。通常，隨溫度的升高，硬度下降，互溶性及反應(yīng)性提高，材料的耐磨性下降。耐火磚是在高溫下使用的，高溫下的耐磨性很重要。可將試樣放入爐子中按常溫測定辦法測定耐火磚在高溫下的耐磨性。

6、氣氛。與溫度的影響相似，氣氛影響材料之間的互溶性與反應(yīng)性，從而影響其耐磨性。

嚴(yán)格地講，耐火磚的耐磨性不屬于物理性質(zhì)，而應(yīng)歸人使用性能中，但它與硬度有密切關(guān)系。