热反应强度测试

热反应强度测试是评估材料在高温环境下抗热分解、抗破碎及稳定性的关键手段，主要用于焦炭、煤、石墨等材料的性能分析。

以下是其核心要点：

一、‌定义与应用‌

‌定义‌

热反应强度测试通过模拟高温环境（如1100℃下与CO₂反应）测定材料的热稳定性，具体指标包括：

焦炭反应性（CRI）‌：焦炭与CO₂反应后的质量损失百分比。

‌焦炭反应后强度（CSR）‌：反应后焦炭经机械外力（转鼓试验）后的粒度保留率。

其他材料（陶瓷、金属等）的热膨胀率、热传导性能等。

应用范围‌

适用于焦炭、煤、石墨、陶瓷及金属等材料的耐高温性能评估，为工业高温应用（如冶金、化工）提供数据支持。

二、‌测试流程与方法‌

‌核心步骤‌

‌样品制备‌：严格按标准制样，如焦炭需破碎至特定粒度（21-25mm），剔除片状/条状焦，缩分后烘干。

‌高温反应‌：将样品置于反应器中，以CO₂为介质，在1100±5℃下反应2小时。

‌转鼓试验‌：反应后样品经I型转鼓以20r/min转50转，筛分测定>10mm粒度占比（CSR）。

‌计算公式‌

‌CRI‌：CRI (%) = (m - m₁)/m × 100（m为初始质量，m₁为反应后质量）。

‌CSR‌：CSR (%) = m₂/m₁ × 100（m₂为转鼓后>10mm颗粒质量）。

三、‌测试设备与标准‌

‌仪器要求‌

采用硅碳棒加热系统，配备质量流量控制器、温度补偿模块及CO₂流量报警功能。

热电偶需精准插入反应器恒温区，确保温度控制精度±5℃。

‌主要标准‌

焦炭测试‌：参考《冶金焦炭技术指标（GB/T 1996-2003）》。

‌通用方法‌：ASTM E2160（差示扫描量热法测定反应热）等。

四、‌注意事项‌

‌制样要求‌

焦炭需均匀制样，控制粒度为21-25mm，避免粒度差异导致数据偏差。

‌设备校准‌

定期标定反应器恒温区，确保热电偶位置准确，避免温度漂移。

‌安全措施‌

测试中需开启通风系统，排出CO气体，防止人员中毒。

五、‌影响因素‌

CRI与CSR呈反比关系，CRI越低则CSR越高，反映焦炭高温性能更优。

焦炭粒度和形状（如片状焦比例）显著影响测试结果的重复性。