警示-本标准没有规定使用中所有与安全有关的事项。本标准使用者有责任预先建立适当的安全条例并确定其限定的范围。

1 范围

      本标准规定了耐火材料高温动态杨氏模量试验方法（脉冲激振法）的原理、设备、试样、试验步骤、结果计算及试验报告等。

      本标准适用于耐火材料高温动态杨氏模量（脉冲激振法）的测定。

2 规范性引用文件

      下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

      GB/T 4513.5 不定形耐火材料 第5部分：试样制备和预处理

      GB/T 7321 定形耐火制品试样制备方法

      GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定

      GB/T 16839.1 热电偶 第1部分：分度表

      GB/T 16839.2 热电偶 第2部分：允差

      GB/T 30758 耐火材料 动态杨氏模量试验方法（脉冲激振法）

3 术语和定义

      GB/T 30758界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

      高温动态杨氏模量 Young＇s modulus at elevated temperatures

      在高于室温的温度下采用动态法测得的杨氏模量。

4 原理

      将试样加热到试验温度，保温至规定的时间，冲击器敲击试样，测试试样的弯曲共振频率，将其代入公式计算出试样的动态杨氏模量。

5 意义和用途

      意义和用途如下：

      a）可用于评价耐火材料的特性，辅助耐火材料的研究及其质量控制；

      b）适用于测试均一性耐火材料的杨氏模量；

      c）为动态测试方法，可测试长条状或圆柱状试样的杨氏模量；

      d) 为无损检测，测试过程中，试样仅发生微小变形，对试样损伤非常小，因此测试后试样仍可用于其他性能测试；

      e) 可依据试样尺寸、组成和结构变化选择测试范围；

      f）利用冲击器（锤）敲击被简单支撑的试样；

      g) 不适用于有大裂纹或空隙的试样；

      h) 只局限于测试具有规则几何形状的试样，如长条状和圆柱状，因为杨氏模量的计算公式由试样的相关尺寸、质量和共振频率组成；

      i) 试样表面不平整或过分粗糙会对计算结果的准确性产生严重影响，动态杨氏模量与试样厚度的立方成反比，所以试样厚度的变化对结果有重要影响；

      j) 假定试样为自由振动，无任何约束或阻碍，因此应合适放置试样，确保其能自由振动。

6 设备

6.1 设备主要包括试验炉、脉冲激发测量装置和试样支撑装置等，其结构原理图见图1。

      说明：

      1——炉衬；

      2——冲击器；

      3——试样支撑装置；

      4——试样；

      5——保护装置；

      6——热电偶；

      7——高温传感器；

      8——信号分析系统；

      9——隔振装置。

图1 试验设备结构示意图

6.2 电加热炉，能够至少容纳一块试样，具有按8.4.1规定的升温制度将试样加热到试验温度的能力。应有足够大的加热区域，且保证试验时试样周围温度均匀，温差不超过±10℃。

      对于含碳等易氧化试样，试验炉中试样周围的气氛应是中性或还原性的，可采用气密性试验炉，通入纯净的氮气或氩气等保护性气体以保护试样免于氧化。

6.3 脉冲激发测量装置包括冲击器、高温传感器、信号分析系统，如图1所示，用于激发、探测、分析和记录试样的固有频率。

      在试验温度下，冲击器和试样接触时应不发生任何化学反应或变形；冲击器的冲击力应能使试样产生合适的振动，但不能对试样造成物理损坏或使试样移动。

      高温传感器由接收器和保护装置等组成，可测频率量程至少为50 Hz～20 kHz，传感器的最大可接收频率在-3dB功率损耗发生之前应至少大于频率测量量程的10％。

      信号分析系统精度应达到0.1％FS。

      注：推荐冲击器冲击头的曲率半径R为（4±1）mm。

6.4 试样支撑装置可由切口整齐或圆柱形的耐高温轻质材料制成，也可采用悬线法支撑试样，试样应处于水平位置。

      试验温度下，支撑装置和试样接触时不发生任何化学反应或变形，且在同一水平面上，其长度至少大于试样宽度5mm，若为圆柱形支撑，建议曲率半径R为（5±1）mm，应定期对支撑装置进行检查，以保证其符合使用要求。

      试样支撑点位于距离试样两端0.224L的节点处。

6.5 热电偶，符合GB/T 16839.1和GB/T 16839.2的要求。

6.6 游标卡尺，分度值0.02mm。

6.7 鼓风干燥箱，温度能控制在（110±5）℃。

6.8 电子天平，分度值为0.01g。

7 试样

7.1 定形试样制备依据GB/T7321进行，不定形试样制备依据GB/T 4513.5进行。

7.2 试样可以是长条状或圆柱状。长条状试样的长宽比不小于3，长厚比不小于5。试样的最小尺寸至少是试样中最大颗粒的4倍。一般情况下长条状试样的尺寸为（120～160）mm×（20～40）mm×（20～30）mm，试样表面应平整，试样的长、宽和厚方向的平行度偏差不超过1％。圆柱状试样的长度和直径的比不小于5，圆柱状试样的尺寸由相关方协商确定。

7.3 其他尺寸的试样可由相关方协商确定，试样的形状尺寸应在报告中注明。

8 试验步骤

8.1 试样干燥

      一般情况下，试样应在（110±5）℃烘干至恒量；对易水化试样，应尽可能干切，如需湿切，湿切后用干布将水擦干后立即在鼓风干燥箱内（110±5）℃干燥至恒量。

8.2 试样质量和尺寸测定

      用电子天平称量试样的质量，精确到0.01g，用游标卡尺测量试样长度、宽度和厚度，精确到0.02mm。

8.3 装样

      将准备好的试样，轻轻地置于试样支撑装置上，使试样两端距支撑点的距离为0.224L。调整高温传感器，使传感器位于试样的反节点处，如图2所示。试样与发热体之间距离应不小于50mm；多块试样测试时，试样之间的间距应不小于30mm。

      调整冲击器的敲击力度，测试并记录室温下试样的弯曲共振频率。

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