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

Бумага из керамоволокна LYTX-236B, 2х610х30000 мм, 200 кг/м3

6 588 грн

Купить

Плита из керамоволокна Superwool Plus Blok 1100, 1000х600х50 мм, 320 кг/м3

2 016 грн

Купить