摘要：文中介紹了熔化溫度特性測試儀的結(jié)構(gòu)，性能和應用范圍，提出了新的計算方法，導出了方程：Y= 4.7350 X1+16.9423 X2+12.1045X3-0.00485X1X2+0.000298X1X3
-0.0127X2X3-15681.4，提高了熔化溫度特性測試儀的使用性能。
　　關(guān)鍵詞：耐火度 測試儀 半球溫度 回歸方程

　　陶瓷結(jié)合劑耐火度測試爐主要有電阻爐、硅鉬棒爐、硅碳棒爐、電阻絲爐和熔化溫度特性測試儀等設(shè)備。熔化溫度特性測試儀也有稱作“影像式燒結(jié)點試驗儀”或“高溫顯微鏡”，“高溫投影儀”，“耐火度測定儀”的（圖1）。

　　熔化溫度特性測試儀是由光源部分、加熱部分、攝像部分和計算機顯示部分組成，其工作原理是試樣在測試儀的加熱部分受熱的同時光源部分將其投影通過攝像部分在計算機上顯示出來，試樣在受熱過程中的變化，包括收縮、膨脹、發(fā)泡、變形、耐火度等都可以表現(xiàn)出來（圖2）。


　　如果以研究對象的材料作底板還可以表現(xiàn)結(jié)合劑對其潤濕的程度，測定潤濕角的大小（圖3），其實它已經(jīng)不是一個專門測定耐火度的設(shè)備了，而是一個對陶瓷結(jié)合劑試樣做更全面研究的儀器。

　　熔化溫度特性測試儀支架—1上的熱電偶保護管—2兼做支持試樣的載體（見圖4），保護管是剛玉材質(zhì)制成，可耐1800∽2000℃的高溫。發(fā)熱管—6可以用硅鉬棒元件，使用溫度達1800℃；也可以使用硅碳棒元件，使用溫度可達1450℃，或用電爐絲使用溫度在1000℃以下。使用電爐絲做發(fā)熱體只能用于低熔陶瓷結(jié)合劑的研究，但是使用硅鉬棒做發(fā)熱體不能做低熔陶瓷結(jié)合劑的研究，因為做低熔陶瓷結(jié)合劑研究時的溫度范圍大多在500∽900℃之間，而硅鉬棒不能經(jīng)常使用在400∽700℃，在這個溫度范圍內(nèi)硅鉬棒容易損壞。JVC攝像頭—13在工作中可以將撲捉到的影像傳到計算機上顯示出來，并可隨時打印實驗結(jié)果。

　　熔化溫度特性測試儀上世紀50年代國內(nèi)某單位曾從德國進口，后也有的單位自己仿制自用，現(xiàn)在國內(nèi)已有幾家科研單位和廠家生產(chǎn)、出售這種儀器。目前國內(nèi)生產(chǎn)的熔化溫度特性測試儀配有專用計算機以達到除手工制樣外所有的運行、操作和不同溫度階段的顯示、記錄、保存已全部自動化了（圖5）。

　　圖5 中左側(cè)的四個圖中，左上（601℃）是試樣的原始狀態(tài)，右上（857℃）是試樣熔融后高度降低為原始狀態(tài)的75％時的記錄，稱“熔化溫度”；左下是（909℃）試樣熔融后高度降低為原始狀態(tài)的50％時的記錄，稱“半球溫度”；右下（930℃）是試樣熔融后高度降低為原始狀態(tài)的40％時的記錄，稱“流動溫度”（原儀器規(guī)定試樣熔融后的高度為原來高度的25％時為“流動溫度”，但這樣半球溫度與流動溫度之間過度時間特長，且穩(wěn)定性較差，我們在實驗中暫且取試樣熔融后高度降低為原始試樣高度的40％時的記錄，稱“流動溫度”）；圖5 中右側(cè)的單個圖中（764℃）是試樣達到圓角溫度時的狀態(tài)，稱“圓角溫度”。
　　試樣在加熱過程中其90°的邊角熔融后逐漸變成圓角，與三角錐的60°棱角達到規(guī)定溫度時的圓角接近，所以把熔化溫度特性測試儀中試樣的“圓角溫度”作為試樣的耐火度值是比較恰當?shù)?。但是不同的操作人員對圓角溫度觀察的認同并不一致，所以同一試樣的實驗，不同人員讀出的數(shù)據(jù)可能有10∽30℃的差別，這就大大的影響了熔化溫度特性測試儀在測定耐火度這一項目上的準確性。
　　試樣在熔化溫度特性測試儀上圓角溫度不易辨認，但試樣在實驗過程中熔融后的高度變化卻能由設(shè)備自行確認，如“熔化溫度”、 “半球溫度”、“流動溫度”，這樣我們將試樣實驗過程中的“熔化溫度”、 “半球溫度”、“流動溫度”與試樣的耐火度用數(shù)學分析的方法聯(lián)系起來，從而免去了觀察圓角溫度時的人為誤差。
　　設(shè)：熔化溫度為 X1 ;
　　半球溫度為X2
　　流動溫度為X3
　　求出耐火度Y與X1 ,X2 ,X3 的二次相關(guān)的回歸方程(式1)
　　Y= 4.7350 X1+16.9423 X2+12.1045X3-0.00485X1X2+0.000298X1X3
-0.0127X2X3-15681.4 （式1）
　　例1， 已知結(jié)合劑1的耐火度為690℃，試樣在熔化溫度特性測試儀上測得熔化溫度 X1=820℃; 半球溫度 X2=871℃; 流動溫度X3=933℃;
　　將X1 ,X2 ,X3 代入式（1），計算：
　　Y1=695.04℃; 與結(jié)合劑的耐火度的實際數(shù)值690℃相比較，其誤差為5.04℃
　　例2，已知結(jié)合劑2的耐火度為790℃，試樣在熔化溫度特性測試儀上測得熔化溫度 X1=864.5℃; 半球溫度 X2=909.5℃; 流動溫度X3=958℃;
　　將X1 ,X2 ,X3 代入式（1），計算：
　　Y2=785℃; 與結(jié)合劑的耐火度的實際數(shù)值790℃相比較時，其誤差值為 -5℃
　　由例1、例2 可知在耐火度測試中絕對值為5℃ 左右的誤差是可以接受的。如果在導出式（1）的過程中將每一點的測試次數(shù)適當增加，然后取平均值，并適當增加測試的點數(shù)，可能導出的方程更準確一些。但是這一公式并不是通用的，因為每一臺設(shè)備的性能不同，所以每一臺設(shè)備都必須做出自己的適用的公式，才能用于計算。

　　參考文獻：
　　【1】 郭靖遠 等 日用精陶 輕工業(yè)出版社 1984
　　【2】 李志宏 陶瓷磨具制造 中國標準出版社 2000
　　【3】 李印江 陶瓷樹脂磨具廢品分析 2005

　　作者簡介：
　　李印江 教授級高工 長期從事陶瓷、樹脂、橡膠磨具和陶瓷、樹脂結(jié)合劑超硬材料制品的生產(chǎn)、教學工作；目前主要做陶瓷、樹脂結(jié)合劑超硬材料制品的研發(fā)、實驗。