Materiale refrattario leggero - fibra ceramica

La fibra ceramica è un materiale fibroso costituito da materiali inorganici naturali o artificiali mediante diversi processi o convertito da fibre organiche mediante trattamento termico ad alta temperatura. Oltre alle eccellenti proprietà meccaniche, presenta anche i vantaggi dell'antiossidazione e della buona stabilità termica.

1. Tipi di fibre ceramiche

Le varietà di fibre ceramiche includono principalmente fibre di silicato di alluminio ordinario, fibre di silicato di alluminio ad alto contenuto di allumina, fibre di allumina policristallina, fibre di mullite policristallina e fibre di ceramica ad alte prestazioni. Tra questi, la fibra di carburo di silicio è una delle fibre ceramiche ad alte prestazioni. La fibra di carburo di silicio è un'importante fibra ceramica rinforzata ad alte prestazioni per compositi a matrice metallica e ceramica. Ha un'eccellente resistenza alla trazione, resistenza allo scorrimento, resistenza all'ossidazione e compatibilità con la matrice ceramica.

2. Metodo di preparazione della fibra ceramica

A.Metodo di stampaggio fisico

Metodo di fibratura a fusione: dopo che la materia prima è stata fusa, la fibra viene formata con il metodo di soffiaggio o il metodo di filatura.

Metodo di soffiaggio: in primo luogo, la materia prima viene fusa in una massa fusa ad alta temperatura con un forno a resistenza e si forma un flusso sottile attraverso un orifizio ad alta temperatura, che viene spruzzato con aria ad alta pressione. Sotto l'azione dell'aria ad alta velocità, il liquido fuso viene disperso in particelle e si formano fibre tra le particelle.

Metodo di filatura: il liquido fuso ad alta temperatura viene formato in fibre dalla forza centrifuga della rotazione ad alta velocità del filatoio.

B. Metodo di impregnazione con soluzione di fibre a matrice

La maggior parte delle fibre della matrice sono fibre di viscosa con buona idrofilia. Il metodo di impregnazione della soluzione di fibra della matrice consiste nell'impregnare la fibra della matrice con una soluzione salina inorganica, quindi sinterizzare per rimuovere la fibra della matrice per ottenere la fibra ceramica. La resistenza della fibra dipende principalmente dalla porosità della fibra e dalla dimensione dei grani di ossido di metallo. Questo metodo è semplice e facile da rendere popolare.

Inoltre, può anche essere preparato mediante deposizione chimica da vapore, reazione chimica da vapore e metodi di conversione dei precursori.

3. Applicazione di fibra ceramica

A.Utilizzato nei forni industriali

Come materiale di isolamento termico leggero ed efficiente, la fibra ceramica è ampiamente utilizzata nei forni industriali. Può ridurre notevolmente il carico sulla struttura in acciaio del forno e prolungare la durata del corpo del forno.

B.Può essere utilizzato come materiale filtrante

Le fibre di ceramica sono di forma sottile e possono essere utilizzate come materiali filtranti. L'uso di filtri in fibra di ceramica nelle fabbriche per filtrare direttamente i fumi ad alta temperatura può ridurre i requisiti e i costi delle apparecchiature per il raffreddamento del gas prima del filtraggio e può ridurre la perdita di calore e lo spreco di risorse causato dal raffreddamento.

C. Realizzazione di compositi in fibra ceramica

I compositi in fibra di ceramica sono materiali eccezionali che non solo resistono a sbalzi di temperatura rapidi e intensi senza danni, ma sostituiscono anche le superleghe metalliche e superano tali leghe in termini di resistenza alla temperatura, resistenza specifica e modulo specifico.