مواد الألياف الخزفية، أشكال مقاومة للحرارة مشكلة بالفراغ

يُطلق مصطلح «الألياف الخزفية» بشكل عام على المواد الليفية التي تحتوي على نسبة من Al₂O₃ تتراوح بين 45 و60% في ألياف السيليكات الألومنيوم المقاومة للحرارة. جميع الألياف الخزفية هي ألياف غير متبلورة، والتي يمكن أن تُسمى أيضًا ألياف زجاجية. وهي عبارة عن ألياف صلبة غير متبلورة تتشكل عن طريق صهر مادة سائلة ثم تبريدها. تستخدم شركة AdTech الألياف الخزفية في بعض منتجاتها، مثل أقماع صب مقاومة للحرارة, حبل من الألياف الخزفية, ورق الألياف الخزفية, لوح عازل من السيراميك, عزل من الصوف الخزفي.

مادة الألياف الخزفية

جدول المحتويات

مادة الألياف الخزفية

يشير مصطلح «المواد الليفية المقاومة للحرارة» إلى المصطلح العام الذي يضم المواد الليفية البلورية وغير البلورية التي تزيد مقاومتها للحرارة عن 1580 درجة مئوية. وبالتالي، فهي تشمل ألياف سيليكات الألومنيوم التي تحتوي على Al₂O₃ و SiO₂ كمكونات رئيسية، والألياف البلورية من الألومينا التي تحتوي على الألومينا كمكون رئيسي، والألياف البلورية الأخرى من الزركونيا التي تزيد مقاومة الحرارة فيها عن 1500 درجة مئوية، وألياف الفورستيريت، وألياف الأكسيد ذات المكونات الخاصة الأخرى. يشير مصطلح «مقاومة الحرارة» إلى درجة الحرارة التي تصل عندها المادة إلى درجة معينة من التليين في درجات الحرارة العالية.

وهي تصف أداء المواد المقاومة للحرارة في مواجهة تأثيرات درجات الحرارة المرتفعة. وتختلف درجة انصهار المواد المقاومة للحرارة ودرجة حرارتها اختلافًا كبيرًا. على سبيل المثال، تبلغ مقاومة حرارة ألياف سيليكات الألومنيوم الحرارية حوالي 1750~1770 درجة مئوية، وينبغي أن تكون نقطة انصهارها 2000~2200 درجة مئوية، لكن درجة حرارة استخدامها تتراوح فقط بين 1000~1350 درجة مئوية.

من خلال البحث والتجربة حول سلسلة من المشكلات التي تحدث أثناء تسخين الألياف المقاومة للحرارة، لا سيما أثناء الاستخدام. أثناء استخدام المواد المقاومة للحرارة، تتقلص الألياف بسبب إعادة التبلور والتلبيد وتكوين مراحل جديدة، بالإضافة إلى التفاعل بين المادة الرابطة غير العضوية والألياف. وعند الوصول إلى درجة حرارة معينة، تتلف مادة الألياف تحت تأثير الحرارة بسبب تسارع نمو الحبيبات وتسارع عملية التلبيد.

مادة الألياف المقاومة للحرارة

عند استخدام المواد الليفية المقاومة للحرارة، يجب أن يكون واضحًا أن هذه المواد الليفية ستسرع من تدهورها بسبب التآكل أثناء الاستخدام، مما يؤدي إلى خفض درجة حرارة الاستخدام. يمكن أن تؤثر بعض المكونات الموجودة في جو الفرن، مثل H₂ وCO وCH₄ وNH₃، بالإضافة إلى الفلزات القلوية والفلور والكلور وSO₃²⁻، على عملية إعادة التبلور، بما في ذلك تكوين النوى ومعدل نمو البلورات. فهي تتفاعل مع المواد الليفية، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة الاستخدام وأداء المنتج.

تتمتع مادة الألياف بمقاومة جيدة للتآكل بفعل الرياح، وتختلف هذه المقاومة باختلاف الشكل المحدد للمنتج. علاوة على ذلك، تنخفض قدرة بطانة الجدار المصنوعة من الألياف على مقاومة التآكل الناتج عن تدفق الهواء عالي السرعة مع ارتفاع درجة حرارة الاستخدام.

كما يُعدّ التعرض للحرارة والتآكل في نظام التثبيت عاملاً مهمًّا يؤثر على العمر التشغيلي لمواد الألياف. باختصار، تشمل معلمات تصميم الألياف المقاومة للحرارة بشكل أساسي درجة الحرارة المصنفة ودرجة الحرارة الآمنة للاستخدام على المدى الطويل، والكثافة الظاهرية، والتوصيل الحراري، والاستقرار الحراري، والاستقرار الكيميائي، والانكماش الخطي المقاوم للحرارة، ومقاومة التآكل بفعل الرياح، والمرونة والقدرة على التهوية، والسعة الحرارية، ودرجة السواد، وقوة الشد، وما إلى ذلك.