Toplinsko širenje odvatrostalne sirovineodnosi se na njegov volumen ili duljinu koja se povećava s temperaturom komponente, postoje koeficijent volumena ekspanzije i linearne točke ekspanzije, u izvedbi vatrostalnih sirovina, obično se koristi linearna brzina ekspanzije i linearni koeficijent ekspanzije. Brzina linearne ekspanzije odnosi se na relativnu stopu promjene duljine uzorka od sobne do zadane temperature: koeficijent linearne ekspanzije odnosi se na relativnu stopu promjene duljine uzorka za svaki porast od 1 stupnja od sobne do zadane temperature.
Metode mjerenja linearnog širenja uključuju neizravnu metodu gornje trake i metodu izravnog očitanja teleskopa. Treba napomenuti da koeficijent toplinskog širenja nije konstantna vrijednost, već se mijenja s temperaturom ispitivanja, tako da je to prosječna vrijednost u navedenom temperaturnom rasponu. Stoga je pri korištenju ovih podataka potrebno navesti njegov temperaturni raspon.
Toplinsko širenje vatrostalnih sirovina usko je povezano s kristalnom strukturom i čvrstoćom kemijske veze minerala sadržanih u njima, a toplinsko širenje minerala formiranih ionskim ili kovalentnim vezama veće je od minerala vezanih molekularnim vezama.
Kemijski sastav istog materijala, zbog razlike u strukturi, toplinska ekspanzija je različita, obično što je bliža struktura mineralnog kristala, veća je toplinska ekspanzija; Slično amorfnom staklu, toplinska ekspanzija je često mala, poput SiO2, koeficijent toplinske ekspanzije polikristalnog kvarca je 12×10-6 stupnjeva -1; Kvarcno staklo ima samo 0.5×10-6 stupnjeva -1. Za okside sa strukturom tijesnog pakiranja, toplinska ekspanzija se povećava zbog bliskog kontakta iona kisika. U nejednakoosnim kristalnim sustavima, anizotropija toplinske ekspanzije je posebno očita, kao što je slojevita struktura grafita, paralelna s C osi vertikalnog međuslojnog koeficijenta ekspanzije 27×10-6 stupnjeva {{12} }, a okomito na os C koeficijenta širenja je samo 1×10-6 stupanj -1, to je zato što je sloj jaka veza, a molekularna veza između slojeva mnogo je slabija. U strukturi temperaturne anizotropije materijala, njegova sveobuhvatna izvedba koeficijenta ekspanzije volumena je vrlo mala, kao što je kordierit kao materijal s izvrsnom stabilnošću na toplinski udar i široko se koristi u industriji keramičkih peći.
Toplinsko širenje vatrostalnih sirovina ovisi o njihovom kemijskom mineralnom sastavu, koeficijent toplinskog širenja osnovnih vatrostalnih sirovina je veći od koeficijenta kiselih sirovina, a sirovine s visokim postotkom aluminija su između ta dva. Kada dođe do mineralne kristalne transformacije sirovina, koeficijent toplinske ekspanzije će uzrokovati neravnomjerne promjene i doći će do točke faznog prijelaza.
Toplinska ekspanzija važna je karakteristika vatrostalnih sirovina, koja ima očit utjecaj na čvrstoću i stabilnost vatrostalnih proizvoda na toplinske udare. Koeficijent toplinskog širenja uobičajenih vatrostalnih sirovina naveden je u tablici 1. Koeficijent toplinskog širenja sirovina vrlo je važan za proučavanje veličine i raspodjele toplinskog naprezanja, transformacije kristala, stvaranja mikropukotina i zacjeljivanja.
U istraživanju i proizvodnji vatrostalnih materijala vrlo je važno prilagoditi performanse vatrostalnih materijala korištenjem razlike koeficijenata toplinskog širenja sirovina. Na primjer, dodajte kijanit i druge izvorne materijale u amorfni vatrostalni materijal i upotrijebite njegovo značajno širenje na visokoj temperaturi kako biste nadoknadili skupljanje amorfnog vatrostalnog materijala. Postoje četiri slučaja kombinacije agregata i temeljnog koeficijenta toplinskog širenja. Razlika između koeficijenta toplinskog širenja agregata i matrice može se koristiti za uravnoteženje čvrstoće i stabilnosti materijala na toplinski udar.
