Fibra de Cerâmica: Abrindo uma nova era para refratários

Ceramic fiber is a lightweight, fiber-like refractory material, mainly from metal oxides (such as alumina, silicon oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, etc.), binder and additives (such as colloidal silicon dioxide, polyvinyl alcohol, silicone resins) prepared from the fiber length of 100-250 mm, fiber diameter of 2-5 μm. Os produtos de fibra de cerâmica têm as vantagens de leve (mais leve que o tijolo refratário 75%, mais leve que os castáveis ​​90%-95%), alta resistência à temperatura, capacidade de calor pequena, preservação de calor e propriedades de isolamento de alta temperatura e, portanto, amplamente utilizados na aviação, petroquímica e outros fidores. Os produtos de fibra cerâmica têm as vantagens do peso leve (75% mais leves que os tijolos refratários, 90% -95% mais leves que os castáveis), resistência a alta temperatura, capacidade de calor pequena, boa preservação de calor e isolamento de alta temperatura, etc. Portanto, são amplamente utilizados nos campos do aeroespacial, petroquímica, etc.

Baixa densidade em massa:

A fibra cerâmica é mais de 75% mais leve que o revestimento de tijolos isolantes leves e 90% -95% mais leve que o revestimento lastável leve. O uso de revestimento de fibra de cerâmica pode reduzir bastante a carga na estrutura de aço do forno e prolongar a vida útil do forno.

Baixa capacidade térmica:

A capacidade de calor da fibra de cerâmica é apenas cerca de 1\/10 do revestimento leve resistente ao calor e do revestimento elevável leve, enquanto a capacidade de calor do material de revestimento do forno é diretamente proporcional ao peso do revestimento. A baixa capacidade de calor significa que o forno na operação alternativa absorve menos calor, enquanto a velocidade do aquecimento, reduzindo bastante o controle da operação de temperatura do forno na quantidade de perda de energia, especialmente para a inicialização do forno de aquecimento e o desligamento para reproduzir um efeito de economia de energia muito significativo.

Baixa condutividade térmica:

LINHO DE FORNO DE FIBRA CERAMICA Quando a temperatura média em 4 0 0 grau, a condutividade térmica é menor que 0. 11whm.k, quando a temperatura média em 600 graus, a condutividade térmica é menor que 0,2whm.k; Quando a temperatura média em 1000 graus, a condutividade térmica é inferior a 0,28whm.k. Condutividade térmica de tijolos de argila leves, cerca de 1\/8, para o revestimento leve resistente ao calor (material fundido) 1\/10, o efeito de isolamento térmico é muito significativo. O efeito é muito significativo.

Construção simples:

Não há necessidade de deixar as juntas de expansão durante o processo de construção, e a influência dos fatores de tecnologia de construção no efeito de isolamento do revestimento do forno é pequena.

Excelente resistência ao choque térmico e mecânico:

Os cobertores e módulos de fibra são flexíveis e elásticos e têm uma resistência particularmente boa a flutuações graves de temperatura e vibrações mecânicas. Enquanto o corpo a ser aquecido pode suportar, o revestimento do forno dobrado de fibra pode ser aquecido ou resfriado mais rapidamente e não é facilmente quebrado.

Não é necessário cozimento:

O forno pode ser colocado em operação após a construção do revestimento, sem a necessidade de um processo de cozimento.

Bom desempenho à prova de som:

A fibra cerâmica pode reduzir a frequência menor que 1000Hz de ruído de alta frequência, menos de 3000Hz de ondas sonoras, a capacidade de isolamento sonora é melhor do que os materiais de isolamento sonoro comumente usados, podem reduzir significativamente a poluição ruído.

Alta sensibilidade térmica:

A sensibilidade ao forno de forno de fibra de cerâmica é muito melhor que o revestimento refratário convencional, o forno de aquecimento atual é geralmente usado no controle do microcomputador, o revestimento de fibra da alta sensibilidade ao calor é mais adaptado à automação do controle do forno industrial.

Propriedades químicas estáveis:

A fibra de cerâmica é um material ácido neutro, além de reagir com ácidos fortes e álcalis, não é corroído por outros ácidos fracos, álcalis e óleo de água, vapor e chumbo, alumínio, cobre não se infiltra.

Ampla gama de usos:

No uso da temperatura, pode se reunir de 600 a 1600 graus o uso de diferentes graus de temperatura; Na forma, gradualmente formou -se a partir do algodão tradicional, carpete, produtos de feltro para módulos de fibra, tábuas, peças em forma, papel, têxteis de fibra; De algodão de fibra a spray de fibra, plástico, castível e outras formas de processamento secundário ou processamento profundo do produto, para atender totalmente às diferentes indústrias do forno industrial sobre o uso de produtos de fibra de cerâmica refratária. Os produtos podem atender completamente aos requisitos de diferentes fornos industriais em várias indústrias para o uso de produtos refratários de fibra de cerâmica.

1, de acordo com a composição química

Fibra de cerâmica siO2, fibra de cerâmica AL2O3, fibra de cerâmica sic, fibra cerâmica SI3N4

2, de acordo com o tipo de produto

Cobertor de fibra de cerâmica, placa de fibra de cerâmica, algodão de fibra de cerâmica, fibra de cerâmica não mapeada

Método de despejo

Process: Ceramic raw materials (such as alumina, SiO2, etc.) are mixed in a certain proportion and added to the melting furnace to be heated to a molten state, the molten ceramic liquid enters into the gluing hopper, and then through the high-speed rotating flinging wheel (usually up to a rotational speed of 10,000-15,000 r\/min), it stretches into a fine filamento sob a ação da força centrífuga. As fibras arremessadas são ainda mais resfriadas e curadas em uma corrente de ar de alta temperatura para formar fibras de cerâmica. Finalmente, as fibras são coletadas e processadas em formas de produto, como feltros e cobertores.

Vantagens: adequado para produção industrial em larga escala, grande produção, baixo custo; uniformidade do diâmetro da fibra, comprimento pode ser controlado, excelente desempenho; Comparado com outro processo de alta temperatura, o consumo de energia é relativamente baixo.

Desvantagens: requisitos altos do equipamento, precisam controlar com precisão a temperatura de fusão, a velocidade da roda e a velocidade do fluxo de ar e outros parâmetros; Devido ao rápido resfriamento da fibra em altas temperaturas, o que pode levar a um maior estresse interno, a força da fibra é ligeiramente inferior a parte da preparação especial do processo.

Método de pulverização

Processo: Matérias-primas cerâmicas (por exemplo, caulim, areia de quartzo etc.) são misturadas e alimentadas em um forno de derretimento, aquecidas em um estado fundido e depois pulverizadas através de um bico enquanto são sopradas nas fibras com um fluxo de ar de alta velocidade (por exemplo, ar comprimido ou vapor). As fibras são curadas durante o processo de resfriamento e acabam sendo coletadas e processadas em produtos como feltros e cobertores.

Vantagens: velocidade de formação de fibra rápida, adequada para produção em massa, comprimento e diâmetro ajustáveis ​​da fibra, equipamentos relativamente simples, baixos custos de investimento.

Desvantagens: O diâmetro e a força da fibra não são distribuídos uniformemente, o processo de produção produzirá mais resíduos de poeira e resíduos, afetando o ambiente, a necessidade de fusão de alta temperatura e fluxo de ar de alta velocidade, consumo de energia.

Método Sol-Gel

Processo: Dissolva sais de álcool metálico (como sais de alumínio, sais de silanol) ou sais inorgânicos em um solvente, adicione um catalisador (como ácido ou álcali) para realizar reações de hidrólise e condensação para formar um sol uniforme, que será envelhecido em certas condições para formar um gel. O gel é transformado em pré -forma de fibra através do processo de fiação e depois calcinado em alta temperatura para remover os componentes orgânicos e, finalmente, obter a fibra de cerâmica.

Vantagens: A composição química e a microestrutura da fibra são uniformes, o desempenho estável, podem ser ajustadas através dos parâmetros de composição e processo sol, a preparação de diferentes propriedades da fibra.

Desvantagens: Produção industrializada difícil de em larga escala, adequada para produtos pequenos em lote e de alto desempenho.

Método de conversão in situ de polímero

Processo: Precursores de cerâmica (como organossiloxanos) e polímeros (como poliacrilonitrila) são misturados para fazer o líquido giratório, e a mistura é feita em precursor de fibra através do processo de fiação úmida ou seca e depois tratados com altas temperaturas, os fibimentos de polímeros e a fase cerâmica são finalmente tratados com a cerâmica e a cerâmica.

Vantagens: a fibra de cerâmica com estrutura complexa pode ser preparada, a estrutura interna do produto é mais densa e de alta resistência.

Desvantagens: O processo de tratamento térmico requer controle estrito da temperatura e atmosfera, adequado para pesquisa de laboratório e produção em pequena escala, difícil de industrialização em larga escala.

Método da eletrofiação

Processo: Precursores de cerâmica (por exemplo, Solução de Polímeros ou Sol) são injetados em um dispositivo de eletrofiação e, sob a ação de um campo elétrico de alta tensão (milhares de volts), a solução precursora é esticada em fibras ultrafinas. Depois que as fibras são curadas em uma placa de coleta, elas são calcinadas em alta temperatura para remover os componentes orgânicos e, finalmente, as fibras de cerâmica são obtidas.

Vantagens: As fibras ultrafinas em nanoescala podem ser preparadas com maior área e atividade de superfície específicas.

Desvantagens: velocidade lenta da eletrofiação, difícil de produzir em massa.

Método de cofragem

Fluxo do processo: selecione um material de modelo adequado (por exemplo, fibra de carbono ou fibra de polímero) como precursor. Impregar a solução precursora de cerâmica no modelo para preenchê -la completamente, seque a pré -forma impregnada e remova o solvente. A calcinação em alta temperatura remove o material do modelo, a fase cerâmica precipita e a fibra cerâmica é finalmente obtida.

Vantagens: o processo é flexível, escolha diferentes materiais de modelo, pode regular a estrutura e o desempenho da fibra.

Desvantagens: materiais de modelo e complexidade do processo, altos custos de produção.

A fibra cerâmica é um material refratário importante, o upstream inclui principalmente alumina, sílica, zircão e outros minerais. Essas matérias -primas são processadas por derretimento, sopro ou centrifugação de alta temperatura para criar materiais fibrosos com excelente resistência à temperatura alta, resistência à corrosão e propriedades isolantes. A fibra de cerâmica a jusante é amplamente utilizada em uma variedade de altas temperaturas, alta pressão e ambiente corrosivo, como indústrias aeroespacial, militar, eletrônica, química, metalúrgica e outras indústrias

A jusante - cenários de aplicativos

O algodão cru de fibra de cerâmica é geralmente processada em uma variedade de estilos de produtos de fibra de cerâmica para várias indústrias escolher. O uso mais importante de produtos de fibra de cerâmica é o isolamento térmico em ambientes de alta temperatura, o escopo da aplicação cobre metalurgia, máquinas, eletrônicos, cerâmica, vidro, indústria química, automotivo, materiais de construção, indústria leve, militar, transporte, aeroespacial e outros campos.

1, materiais de isolamento adiabático

A fibra cerâmica é um material com alta resistência à temperatura e bom desempenho de isolamento térmico, que pode suportar uma alta temperatura de 1500 graus, e o desempenho do isolamento térmico é determinado principalmente pela estrutura híbrida da fibra cerâmica (fibra sólida e composição do ar). Essas características produzem fibra de cerâmica pode resolver efetivamente o problema da baixa resistência dos materiais refratários e é amplamente utilizada em paredes do forno industrial e materiais de construção.

A fibra de cerâmica como um materiais de isolamento refratário de alta qualidade, de acordo com a indústria a jusante da demanda "mais eficiente em termos de energia, mais ecológica e mais segura". Atualmente, a produção anual de produtos domésticos de fibra de cerâmica de cerca de 700, 000 toneladas, representando cerca de 2,9% da proporção de materiais refratários, a base é pequena, a expansão futura em várias aplicações de nicho trará alto potencial de crescimento. Como os produtos de fibra cerâmica não são produtos completamente padronizados, aplicados a diferentes áreas precisam ajustar os ingredientes, processos e suporte técnico, portanto, seus aspectos não padrão da aplicação do desenvolvimento de todo o sistema industrial e continuam a se expandir.

A fibra de cerâmica não apenas tem as características das fibras gerais, mas também possui alta resistência à temperatura, resistência à corrosão e resistência a oxidação que as fibras comuns não possuem e, para evitar a fragilidade dos materiais gerais de refratário, substituindo os materiais tradicionais refratários pesados. A maior vantagem de usar alvenaria de fibra de cerâmica feita de forno industrial em uso é a economia de energia. Por exemplo, os produtos de fibra de mulita policristalina podem ser usados ​​por muito tempo, em equipamentos térmicos de alta temperatura abaixo de 1600 graus como material isolante, como forno de carboneto de silício, forno de silicida de molibdênio. Suas áreas de aplicação incluem vários isolamentos de fornos industriais de alta temperatura, fornos de cerâmica, máquinas e fornos de aquecimento metalúrgico, fornos de tratamento térmico e outros fornos industriais, revestimento de superfície quente, retardador de chama de alta temperatura, porta do forno, carros de forno, articulações de expansão e outros materiais de isolamento e isolamento de vidro e isolamento

2, material de filtro de alta temperatura

A fibra cerâmica é a escolha ideal para material de filtração de alta temperatura devido à sua resistência à alta temperatura, ao bom isolamento térmico e estabilidade química. Ele pode suportar altas temperaturas de até 1600 graus e é adequado para ambientes de alta temperatura, como fornos industriais e filtração de gás de alta temperatura. Sua estrutura interna consiste em fibra e ar sólidos, alta porosidade, baixa condutividade térmica, pode efetivamente reduzir a perda de energia. Ao mesmo tempo, a fibra de cerâmica é um material ácido neutro, além de reagir com ácidos fortes e álcalis, não é corroído por outras bases fracas, ácidos fracos e água, óleo e vapor, e não se infiltrou com chumbo, alumínio e cobre, o que garante a estabilidade do processo de filtração e a confiabilidade da confiabilidade. Além disso, possui alta resistência e resistência ao choque térmico, não é fácil quebrar, vida útil longa e grande área de superfície específica, alta pureza de filtração e pode atender aos requisitos de precisão de filtração em ambiente de alta temperatura.

Em termos de cenários de aplicação, fibra de cerâmica

No campo de produção industrial de ferro e aço, cimento, energia elétrica e outras indústrias para filtração de gases de alta temperatura, removendo poeira e substâncias nocivas, reduzindo a poluição ambiental e melhorando a eficiência da produção;

Na fundição de metal para remover impurezas, melhorar a pureza e a qualidade do metal;

Filtrando substâncias nocivas na produção química para proteger o equipamento e o meio ambiente.

No campo do transporte, é usado na captura de microfiltração de escape do motor diesel para reduzir a poluição da emissão de escape.

No campo da proteção ambiental, a fibra de cerâmica desempenha um papel importante no tratamento de gás residual, tratamento de esgoto etc., removendo substâncias nocivas, reduzindo o risco de poluição ambiental e melhorando a qualidade ambiental.

3, materiais de absorção de som e à prova de som

O material de fibra de cerâmica tem um bom efeito de absorção de som e isolamento sonoro, principalmente devido a quando a onda sonora para o material interno, a onda sonora e os poros de fibra na presença de ar para produzir efeito viscoso, enquanto a onda sonora também produzirá resistência à atrito com as fibras e, portanto, a perda de parte da energia acústica na formação da energia térmica. Além disso, o ar dentro dos poros da fibra na compressão da condução de calor, a condução de calor também fará a perda de energia sonora, para que as ondas sonoras recebidas sejam absorvidas. Portanto, o material de fibra de cerâmica tem boa absorção de som e efeito de isolamento sonoro, para que seja amplamente utilizado na construção, transporte e outros campos.

4, Materiais de transportadora de catalisadores

As fibras cerâmicas têm as vantagens de grande área de superfície específica, alta porosidade e bom efeito catalítico, etc. Quando as fibras cerâmicas carregadas com catalisador são usadas na reação de difusão controlada, um bom efeito catalítico é obtido devido à pequena resistência à difusão, portanto, há um grande potencial para a aplicação de fibras cerâmicas.

5, materiais reforçados e endurecidos

A desvantagem da baixa resistência dos materiais cerâmicas é bem conhecida e, portanto, a fibra de cerâmica é a maneira mais eficaz de endurecer os materiais cerâmicos. Mais aplicações de fibras de cerâmica são: Al2O3 Fibras longas, fibras longas SiC e assim por diante. Ao mesmo tempo, as fibras de cerâmica também podem ser usadas no endurecimento dos materiais metálicos. Novos materiais funcionais: a fibra cerâmica tem muitas vantagens; portanto, nos novos materiais de alta temperatura, novos materiais funcionais, como fibras do infravermelho distante, fibras condutoras e outras direções foram amplamente utilizadas.

6, Aplicação de materiais avançados de fibra de cerâmica

Fibra de cerâmica avançada na aplicação de diferentes fibras de cerâmica, o foco é baseado nas características da própria fibra, além do uso de sua resistência a alta temperatura, isolamento de calor e características resistentes a incêndio, mas também amplificam o jogo de suas próprias características funcionais, como sua própria absorção de ondas, corrosão-resistente, corrosão, resistente à corrosão.

A própria fibra de cerâmica é um semicondutor, é um material importante para a absorção de ondas de radar, ao mesmo tempo com leve, alta resistência, alta resistência à temperatura, resistência a oxidação e outras propriedades ideais do material estrutural. Através do processo de preparação para alterar a estrutura cristalina, a resistividade da fibra pode ser ajustada e, em seguida, o empilhamento multicamada multidirecional, a fim de alcançar o objetivo da absorção de ondas e da transmissão de ondas. O material compósito reforçado com fibra de cerâmica pode ser preparada diretamente peças estruturais furtivas, em comparação com o revestimento furtivo tem uma resistência de maior resistência e alta temperatura. f -22 no bico da cauda próximo à aplicação de materiais estruturais furtivos à base de cerâmica; A cauda de mísseis APTGD da França pelos pequenos pedaços hexagonais de materiais absorventes de ondas em cerâmica, com bom efeito de absorção de ondas; A Força Aérea dos EUA desenvolveu um radoma transparente de onda de banda larga SI3N4.

(1) fibra de zircônia: como materiais compósitos de isolamento de temperatura ultra-alta, materiais de proteção, materiais ablativos e materiais de diafragma de bateria de satélite, etc., usados ​​em energia aeroespacial, militar, atômica e outros campos; Como um forno industrial de alta temperatura de 1600 ~ 2000 de altura, forno a gás de alta temperatura, fornos de laboratório de alta temperatura e outros materiais de revestimento de aquecimento de alta temperatura; e muitos metais, ligas, composto de vidro para fazer uma ampla gama de materiais compostos de matriz de metal de temperatura utilizados; pode ser usado como materiais de filtração de alta temperatura, portador de catalisador de reação de alta temperatura, materiais de filtragem de líquido ou gases de alta temperatura.

(2) Quartz fiber: It can be used as reinforcement material for high-temperature ablative materials, high-temperature adiabatic sealing material, resin reinforcement material, high-temperature insulation, bundling and wrapping material, etc. It can be used as industrial heat insulation, cable insulation wrapping, exhaust pipe heat insulation wrapping, high-temperature furnace door curtain and high-temperature friction reinforcement material for machinery, Casca à prova de fogo e outra camada de proteção isolante, isolamento de equipamentos marinhos, transformador, transformador, motor e outros materiais isolantes para produtos eletrônicos, bem como o material de pacote de reforço e isolamento para produtos eletrônicos. Materiais de ligação de isolamento aprimorados para produtos eletrônicos, etc.

(1) Inovação de materiais de alto desempenho e multifuncional acelerado

Fibra de cerâmica a maior resistência à temperatura (maior ou igual a 16 0 0 grau), menor condutividade térmica (menor ou igual a 0,02 W \/ (Mk)) e desenvolvimento composto multifuncional. Novos sistemas de materiais, como fibras sic@bn-shell, o gradiente zro₂-al₂o₃ continuam a surgir, levando em consideração as propriedades de isolamento mecânico e térmico. Impulsionada pela política, em 2023, existem fibras endurecidas raras que contêm terras para obter uma falha zero de ciclo de choque térmico de 2000, para atender às necessidades de ambientes extremos aeroespaciais.

(2) Avanços de tecnologia inteligente e de preparação de precisão

A preparação contínua e de defeitos baixos tornou -se a direção central. 2022, a primeira linha de fiação eletrostática totalmente automatizada para obter a produção de nanofibras em lote (capacidade de 1 tonelada \/ dia), tecnologia de moldagem composta de impressão 3D, de modo que a porosidade corporal complexa pré -fabricada precisão controlável de ± 2%. O sistema de otimização de processos de IA reduzirá o ciclo de pesquisa e desenvolvimento em 50%, o rendimento é aumentado para mais de 90%.

(3) Penetração profunda dos cenários de aplicação para fabricação de ponta

Rompendo as limitações dos fornos industriais tradicionais e fornos, expandindo -se para armazenamento e transporte de energia de hidrogênio (revestimento de fibra quebradiço de hidrogênio), campo de calor semicondutores (cadinho de fibra de alta pureza), blindagem de energia nuclear (compósitos de absorção de nêutrons) e outros campos emergentes. Em 2023, a taxa de crescimento anual de uso de fibra de cerâmica em novos equipamentos energéticos é superior a 40%, e a participação de mercado da proteção térmica da nave espacial atingiu 35%.

(4) sistema de fabricação de reciclagem verde para construir um abrangente

Impulsionados por políticas de proteção ambiental, os processos de preparação de baixo carbono (como a rotação de CO₂ supercríticos) aumentaram para 60%, a taxa de utilização da reciclagem de fibra de resíduos atingiu 85%. 2025 A meta para atingir o consumo de energia do setor reduzido em 30%, a substituição obrigatória de produtos obrigatórios para os materiais tradicionais de materiais tradicionais e para promover as classificações de ESG do setor melhorou de forma abrangente.

Zinfon Refratário Technology Co., Ltd

Somos um fornecedor de materiais refratários que integra P&D, produção, construção, armazenamento e comércio.

Estamos oferecendo vários refratários de magnésia e alumina, incluindo produtos em forma e sem magia, matérias -primas e produtos químicos relacionados.

Somos certificados para ISO9001, ISO14001, ISO45001 e outras certificações nacionais e locais da seguinte forma:

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