Keraamiliste kiudude omadused ja rakendused

Keraamiliste materjalide eelisteks on kõrge sulamistemperatuur, kõrge kõvadus, kõrge kulumiskindlus, oksüdatsioonikindlus jne ning neid nimetatakse tänapäeval kolmeks peamiseks tahkeks materjaliks koos metallmaterjalide ja polümeermaterjalidega. Keraamilised materjalid jagunevad olemuse ja kasutusvaldkonna järgi struktuurkeraamikaks ja funktsionaalseks keraamikaks. Struktuurkeraamika: Struktuurkeraamika eelised on kõrge temperatuuritaluvus, hea keemiline stabiilsus, mitte kergesti korrodeeruv, kõrge tugevus, kõrge kõvadus ja hea soojusjuhtivus. Komponentide järgi jaguneb struktuurkeraamika kolme kategooriasse: oksiidkeraamika, mitteoksiidkeraamika, keraamilised maatrikskomposiidid; funktsionaalne keraamika: Funktsionaalne keraamika on materjal, mis kasutab ära selle mittemehaanilisi omadusi. Funktsionaalsel keraamikal on arvukalt rakendusi biotehnoloogias, lennunduses, energeetikas ja muudes valdkondades.

Keraamiliste kiudude tüübid

Keraamiline kiud on omamoodi tulekindel materjal, millel on kerge ja kiuline välimus. Selle kiu pikkus on 100-250mm ja kiu läbimõõt on 2-5m. Keraamiliste kiudtoodete eelised on kerge kaal, kõrge temperatuuritaluvus, väike soojusmahtuvus, hea soojusisolatsioon ja kõrge temperatuuriga soojusisolatsiooni omadused jne, mistõttu neid kasutatakse laialdaselt lennunduses, naftakeemiatööstuses ja muudes valdkondades. Keraamilisi kiude on mitut tüüpi, mida saab nende mikrostruktuuri järgi jagada kristallideks ja klaaskiududeks, mille hulgas on klaaskiudude tüüpilised esindajad SiO2 ja Al2O3; keraamilised kiud võib nende keemilise koostise järgi jagada oksiidkiududeks ja mitteoksiidkiududeks. Nende hulgas on mitteoksiidkiudude esindajad SiC ja Si3N4; keraamilised kiud võib kasutustemperatuuri järgi jagada kolme kategooriasse: madala kvaliteediga keraamilised kiud (800-1100 kraadi), keskmise kvaliteediga keraamilised kiud (1100-1300 kraadi), kõrge kvaliteediga keraamilised kiud ({{ 14}} kraadi) 1500 kraadi).

Keraamiliste kiudude pealekandmine

Soojusisolatsioonimaterjal: keraamilisel kiul on head kõrge temperatuuritaluvusomadused, mis talub kõrget temperatuuri kuni 1500 kraadi C; keraamilisel kiul on ka hea soojusisolatsioonifunktsioon, mille määrab peamiselt keraamilise kiu segastruktuur (st tahke kiud ja õhk). Seetõttu võivad keraamilised kiud hästi lahendada tulekindlate materjalide halva sitkuse probleemi. Keraamiliste kiudude soojusisolatsiooniomadused muudavad keraamilised kiudtooted laialdaselt kasutatavaks tööstuslike ahjude seintes ja ehitusmaterjalides.

Kõrge temperatuuriga filtrimaterjal: keraamilisel kiul on suur eripind ja sellest valmistatud filtermaterjalil on kõrge filtreerimispuhtus. Samal ajal näitab keraamiline kiud suurepäraseid tulemusi termilise stabiilsuse, keemilise stabiilsuse ja termilise löögikindluse osas. Seetõttu kasutatakse keraamilisi kiude laialdaselt keskkonnavaldkondades, nagu õhupuhastus, reoveepuhastus ja suitsugaaside filtreerimine.

Heli neelduv ja heliisolatsioonimaterjal: keraamilisel kiudmaterjalil on hea helineeldumis- ja heliisolatsiooniefekt, peamiselt seetõttu, et helilaine kandmisel materjali sisemusse on helilainel ja kiudude poorides oleval õhul viskoosne efekt. ja helilaine tekitab ka kiududega hõõrdetakistust. , mistõttu osa kaotatud helienergiast muundatakse soojusenergiaks. Lisaks tekitab kiudude poorides olev õhk kokkusurumisel soojusjuhtivust ning soojusjuhtivus põhjustab ka helienergia kadu, neelates seeläbi sissetulevaid helilaineid. Seetõttu on keraamilisel kiudmaterjalil hea helineeldumis- ja heliisolatsiooniefekt, mistõttu seda kasutatakse laialdaselt ehituses, transpordis ja muudes valdkondades.

Katalüsaatori kandematerjal: keraamilise kiu eelised on suur eripind, kõrge poorsus, hea katalüütiline toime jne. Kui katalüsaatoriga koormatud keraamilist kiudu kasutatakse kontrollitud difusioonireaktsioonis, on selle väikese difusioonitakistuse tõttu hea katalüütiline toime saadakse. Seetõttu on keraamilisel kiul katalüsaatorina suur kasutuspotentsiaal katalüüsi valdkonnas.

Tugevdavad ja karastavad materjalid: keraamiliste materjalide halva sitkuse puudus on hästi teada, seega on keraamilised kiud kõige tõhusam viis keraamiliste materjalide karastamiseks. Enim kasutatavad keraamilised kiud on: Al2O3 pikad kiud, SiC pikad kiud jne. Samas saab keraamilisi kiude kasutada ka metallmaterjalide karastamisel.

Uued funktsionaalsed materjalid: keraamilisi kiude kasutatakse nende paljude eeliste tõttu laialdaselt uutes kõrge temperatuuriga ülijuhtivates materjalides, uutes funktsionaalsetes materjalides, nagu kaug-infrapunakiud, juhtivad kiud jne.