супермаркет огнеупоров

Керамическое волокно: свойства, производство, применение

Керамическое волокно: свойства, производство, применение

В мире существует множество разновидностей неорганических волокон:

  • стекловолокно
  • углеродное волокно 
  • базальтовое волокно 
  • керамическое волокно и др 

Керамическое волокно имеет одни из наиболее мелких по своей структуре волокон. Давайте рассмотрим детальнее керамическое волокно.

Что такое керамическое волокно?

Керамическое волокно – это искусственное синтетическое волокно, изготовленное из мелких нитей алюмосиликатных материалов высокой чистоты. Оно также известно как «керамическая вата», потому как с первого взгляда обладает схожим внешним видом и также не имеет запаха.


Керамическое волокно отлично подходит для применения при высоких температурах до 1260 С. Он применяется во многих отраслях промышленности и является основным составляющим для производства многих легких огнеупоров для высокотемпературной изоляции, электро- и звукоизоляции, фильтрации при высоких температурах

Основные виды материалов: 

    Химический состав керамического волокна:
    Al2O3 + SiO2 >97% (Al2O3 47%); Fe2O3< 1%

    Свойства керамического волокна:

    Характеристики
    Свойства
    Диаметр волокна
    3 – 4,5 мкм
    Диапазон рН
    2-12
    Теплопроводность
    0,10 – 0,12 Вт/м. к при 100 C
    Максимальная температура
    1700 C
    Усадка волокна (1260 С, 3 часа)
    < 3.5%
    Рабочая температура
    950-1100 С

    Способы производства керамического волокна

    1. Метод CVD:

    CVD – это распространенный производственный процесс химического парофазного осаждения для производства керамических волокон. Это процесс парофазного осаждения материала на подложку сердечника. В качестве основного компонента используются вольфрамовые и углеродные мононити C-типа. Все процессы CVD показаны на рисунке ниже парофазного осаждения материал является продуктом разделения газов.

    2. Прядения из расплава

    В традиционном процессе прядения материалы расплавляются и подвергаются процессу прядения. Оксиды в расплавленном состоянии продавливаются через сопла в процессе прядения. При относительно высоком давлении они затвердевают путем охлаждения. 

    3. Отжим шлама

    Это альтернативная технология. Оксидные и неоксидные волокна производятся путем прядения керамических шламов. В этом процессе шлам состоит из трех основных компонентов: частиц глинозема, суспензии глиноземного прекурсора и органического полимера. 

    4. Химическая конверсия

    Производственный процесс химической конверсии основан на преобразовании керамического волокна в другой состав посредством химических реакций. В этом процессе прекурсорное волокно подвергается осаждению внешнего соединения. Оно проходит диффузию через поверхность волокна. Конечное керамическое волокно имеет состав желаемого химического содержания, после успешной реакции 
    C + Si → SiC
    2C + SiO → SiC + CO

    5. Процесс обработки прекерамических полимеров

    Керамическое волокно содержит различные типы элементов, таких как кремний, углерод, азот, бор и т.д. Идея предварительной обработки керамических полимеров основана на сочетании этих элементов.

    6. Производство монокристаллического волокна

    Производство монокристаллических волокон используется для изготовления конкретных видов продукции, применяемой в оптической и электронной промышленности. Формирование пленки (FED) - одна из распространенных технологий производства монокристаллического керамида различной формы, который выращивается из расплава, раствора и пара. 

    Применение керамического волокна

    Керамические волокна в основном используются в двух областях применения:

      • высокотемпературная изоляция;
      • усиление металлов и керамики.

      Общее применение керамического волокна

      • высокотемпературные изоляционные уплотнения и прокладки;
      • тепловой экран;
      • противопожарный барьер;
      • огнезащитная ткань;
      • защитные маты;
      • ткань компенсатора, защитная одежда;
      • электрическая изоляция;
      • композитная арматура;
      • герметизация и изоляция и так далее.

        Преимущества керамического волокна
        • превосходная диэлектрическая прочность;
        • отличная химическая стойкость;
        • устойчивость к тепловому удару;
        • низкая теплопроводность;
        • низкая пористость и т.д.

        Специальное применение керамического волокна

        Огнеупорные маты и плиты

        Керамическое волокно – универсальный материал, который используется для высокотемпературной изоляции. Следовательно, изоляционные маты из керамического волокна являются идеальной защитой от прямого воздействия высокой температуры. Они широко используется в энергетике, металлургии и нефтехимической промышленности.

        Шнур из керамоволокна

        Шнур из керамоволокна изготавливается также огнеупорный шнур и лента для изоляции дверей топок и других видов изоляции. Его можно использовать в экстремальных тепловых условиях (до 1350 С). Шнур из керамического волокна также используется в качестве опоры для крепления различных термостойких конструкций.

        Бумага изоляционная

        Керамическое волокно в бумажной форме идеально подходит для изоляции. Часто используется в качестве изоляционных прокладок, уплотнителя или фильтра горячих газов. В настоящее время он широко используется в качестве прокладок для защиты от высоких температур.

        Огнеупорные конструкции

        Керамическое волокно часто используется в строительстве для соблюдения противопожарных норм. Часто оно используется в противопожарных дверях, изоляции печей, специальных термостойких контейнерах, высокотемпературных трубах и так далее. 

        Выводы и перспективы на будущее

        Керамическое волокно привлекает к себе внимание с последних десятилетий. Сегодня применение изделий из керамического волокна или керамической ваты в целях изоляции становится набирает все большую популярность. Композиты, армированные керамическим волокном, используются в компонентах авиационных двигателей для аэрокосмических ракет. В 2025 году мировой рынок керамического волокна может оценивается в 8,64 миллиарда долларов США.



        Связанные товары