طناب سرامیکی

طناب سرامیکی چیست؟

طناب سرامیکی نوعی نخ است که در دسته مواد نسوز سبک قرار می گیرد، این نخ همچنین یک ماده عایق است که برای کاربردهای بین 650 درجه سانتی گراد تا 1430 درجه سانتی گراد استفاده می شود، طناب سرامیکی از الیاف بلند، انعطاف پذیر و کامپوزیت ساخته شده است. طناب سرامیکی از سه عنصر اصلی تشکیل شده است که شامل دی اکسید سیلیکون، اکسید آلومینیوم و زیرکونیوم می باشد، این ماده عایق حرارتی به راحتی در دماهای بالا قابل استفاده است. از پتوها و پارچه های طناب سرامیکی در عایق کاری کوره های صنعتی، دیگ ها، لوله ها و دودکش ها استفاده می شود و همچنین در کلیه عایق های فنی که نیاز به دمای بالا دارند استفاده می شود.

هرچه خلوص الیاف تولید شده بیشتر باشد، سیلیس و آلومینیوم خالص تر است، بنابراین در اولین اشتعال دود نمی کند و در هنگام اشتعال بو تولید نمی کند. به دلیل خواص عایق بهتر در ساختار آنها، به جای آجرهای نسوز و عایق، در مصرف انرژی صرفه جویی می شود.

ویژگی های طناب سرامیکی:

رشته های طناب سرامیکی کمتر تحت تأثیر مواد شیمیایی قرار می گیرند (به جز زمانی که تحت تأثیر اسید فسفریک، اسید هیدروفلوئوریک و بازهای قوی مانند Na2O، K2O قرار می گیرند). خواص و خصوصیات حرارتی آن پس از تر و خشک شدن یکسان است و همچنان همان خواص عایق حرارتی را دارد. طناب سرامیکی که به دلیل تکنولوژی تولید دارای ساختار الیافی بلندی است، برای تولید خود نیازی به چسباننده شیمیایی ندارد.

با توجه به قابلیت عایق حرارتی این طناب که تا 1430 درجه سانتیگراد در عایق کاری مقاوم است باعث صرفه جویی زیادی در مصرف انرژی در مصارف صنعتی می شود. این محصول برای عایق صدا و آتش و همچنین عایق حرارت بالا بسیار عالی است.

طناب های سرامیکی از نظر ابعاد الیاف بسیار بلند بوده و سطح مقطع بسیار کمی دارند. به عنوان مثال، طناب های سرامیکی موجود در بازار، قطری در حدود 10 میکرومتر دارند.

با توجه به هندسه و شکل ظاهری این الیاف، خواص طناب از نظر شکل ظاهری با مواد فله ای از همان ماده متفاوت است. به عنوان مثال، طناب سرامیکی در مقایسه با سرامیک های حجیم استحکام بسیار بالاتری دارند، در برابر آسیب مقاوم تر هستند، اما از نظر شیمیایی آسیب پذیرتر هستند. طناب های سرامیکی را می توان در پارچه های الیافی، الیاف نازک، الیاف کوتاه یا بلند تولید کرد.

الیاف ریز معمولاً به صورت دسته‌بندی شده و به‌اصطلاح «ردیف‌هایی» به هم متصل می‌شوند که از 500 تا 10000 رشته جداگانه تشکیل شده‌اند. چسباندن الیاف نه تنها انعطاف پذیری آن را کاهش نمی دهد، بلکه استفاده از آن را تسهیل می کند و منجر به تبدیل آن به اشکال مختلف الیاف می شود.

طناب های سرامیکی که در دسته الیاف معدنی و غیرفلزی قرار می گیرند از عایق های حرارتی مهم محسوب می شوند و به دو دسته اکسیدی و غیر اکسیدی طبقه بندی می شوند. در طول نیم قرن گذشته، پیشرفت قابل توجهی در پردازش و استفاده از طناب سرامیکی با کیفیت بالا صورت گرفته است.

چندین ترکیب از الیاف با قطر ریز (زیر 20 میکرومتر) به صورت تجاری در دسترس هستند و در حال استفاده هستند و اندازه های دیگر این طناب در حال توسعه است.

به دلیل قطر خوب الیاف سرامیکی، این الیاف دارای مقاومت بسیار بالایی هستند (بنابراین استحکام کششی آنها در محدوده 1.5 تا 3 گیگا پاسکال تخمین زده می شود) و قابلیت بافت را دارند.

از دیگر ویژگی ها می توان به قابلیت استفاده در دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی و مدول بالا اشاره کرد.

طناب های سرامیکی بیشتر در مواردی استفاده می شود که دمای بالای 1000 درجه سانتیگراد مورد نیاز است و به عنوان الیاف نسوز مورد استفاده قرار می گیرد که یکی از ویژگی های اصلی این الیاف ساختار پلی کریستالی آنها به جای الیاف آمورف است.

الیاف سرامیکی نسوز عمدتاً به عنوان عایق حرارتی در دماهای بالا و ساخت کامپوزیت های خاص استفاده می شود. الیاف سرامیکی، الیاف گران قیمتی هستند زیرا فقط مقدار کمی تولید می شود و در زمینه های خاصی مانند صنعت هوافضا استفاده می شود.

مواد به کار رفته در ساختار طناب سرامیکی معمولاً شامل بور، سیلیکون، کاربید، اکسید آلومینیوم و زیرکونیوم است که به صورت رشته ها یا الیاف بسیار نازک هستند.

تک رشته های بزرگتر یا چند کاناله را می توان در صنعت نساجی استفاده کرد (نخ، طناب، قطعات مواد کامپوزیتی). مشخصات آنها به ساختار ریز مواد با توجه به نوع فیبر محدود می شود. در نهایت، انواع پیچیده تری از الیاف سرامیکی بر پایه بورات، کاربید، نیترات سیلیکون و نیترات بورات وجود دارد.

طناب های سرامیکی با توجه به شکل و ضخامت خود کار می کنند. هرچه نازکتر باشند انعطاف پذیری بیشتری دارند و برای دیرگدازهای سبک و نرم کاربرد دارند. زمانی که قطر الیاف بیش از 1 میلی متر باشد با توجه به سیستم نساجی می توان آنها را به عنوان الیاف قابل تعویض در نظر گرفت.

الیاف سرامیکی بسیار نازک استحکام خوبی دارند (مدول > 600 گیگا پاسکال، سختی > 20000 مگاپاسکال). الیاف سرامیکی نسوز دارای خواص شیمیایی خوب و واکنش شیمیایی کم با مواد اسیدی و قلیایی هستند. یکی از بهترین ویژگی های آنها مقاومت در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا و عدم فعالیت خوردگی آنها در کامپوزیت های زمینه فلزی است.

برای تولید الیاف سرامیکی لازم به ذکر است که فرآیند تولید الیاف با ترکیب آلومینا با خلوص بالا و سیلیس به نسبت معین آغاز می شود و در مخلوط کن های مخصوص گرم می شوند – ماده طناب الیاف سرامیکی سیلیکات آلومینیوم است. – این دو ماده اساسی، یعنی دی اکسید سیلیکون و اکسید آلومینیوم در دمای 1926 درجه سانتیگراد ذوب می شوند.

از این ترکیب، جریان مذابی بریده می شود که مواد را به الیاف تبدیل می کند. سپس یک بایندر اضافه می شود و سپس الیاف توسط اکسترودرهای مش مخصوص تشکیل شده و در نهایت حرارت اصلاح می شود.

کاربرد طناب سرامیکی:

این طناب سرامیکی به طور گسترده ای در مهندسی مکانیک، صنایع متالورژی، صنایع شیمیایی، نفت، صنایع پتروشیمی، تولید شیشه، تولید آجر، الکترونیک و سایر صنایع استفاده می شود. در سال های اخیر با توجه به افزایش مداوم قیمت جهانی انرژی، در این زمینه، الیاف سرامیکی که 10 تا 30 درصد توانایی ذخیره انرژی بیشتری نسبت به مواد نسوز سنتی مانند آجر عایق و کاستیل دارند، صرفه جویی بیشتری در مصرف انرژی دارند.

از دیگر کاربردهای این طناب سرامیکی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

در تولید آهن و فولاد:

پوشش گرم کوره گرمایش، عایق پشتیبان کوره گرمایش، درزگیری روکش های کوره آنیلی ، پوشش نازل های ریخته گری، صنایع غیرآهنی، پوشش کوره ذوب فلز، نگه داشتن روکش کوره، قالب های ریخته گری،  به عنوان درزگیر بین بخش های تجهیزات صنایع ذوب فلز ، به عنوان فیلتربرای جداسازی نیتریدها و اکسیدها از فلزات مذاب ، به عنوان فیلتر برای جدا کردن سرباره از مذاب

در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی:

عایق بندی دیگ ها و مراکز گرمایش، قطعات اصلی و فیلترهای کاتالیزوری در تصفیه گاز داغ، فیلتراسیون گازها و مایعات با دمای بالا، راکتورها، عایق کاری مشعل ها.

کارخانه های آجر و شیشه: عایق کاری کوره های آجرپزی و ذوب شیشه

صنایع شیمیایی:

آستر برای کوره های بازیابی، فیلترهای کاتالیزوری برای ذرات رادیواکتیو، مواد آب بندی با دمای بالا، عایق برای کف، کانال ها و سقف کوره های ذوب.

در صنعت حمل و نقل:

عایق صدا و حرارت، آستر، مبدل های کاتالیزوری و عایق اگزوز

از دیگر کاربردهای رایج طناب سرامیکی می توان به عایق صوتی توربین های گاز، عایق صوتی اگزوز موتورهای دیزلی، عایق کاری لوله های انعطاف پذیر با دمای بالا اشاره کرد.

مزایای استفاده از طناب سرامیکی:

• از استحکام بالایی برخوردار است، بنابراین یکی از قوی ترین الیاف در بین مواد عایق حرارتی معدنی با چگالی مشابه به حساب می آید.
• دارای پایداری ابعادی بالا است به طوری که در بازه های دمایی مختلف تغییر سایز نمی دهد.
• رسانایی حرارتی پایین و در عین حال مقاومت بالایی در برابر دمای بالا دارد.
• آزبست ندارند، بنابراین کاملا غیر سمی و خنثی است.
• جایگزین مناسبی برای آزبست محسوب می شود
• مقاومت خوبی در برابر ارتعاشات مکانیکی نشان می دهد
• پایداری حرارتی خوبی دارد.
• خاصیت ضد حریق دارد.
• مقاومت بالا در برابر شوک های حرارتی
• ذخیره حرارت کم
• نصب سریع و آسان
• قابل استفاده به عنوان پتوهای عایق متحرک
• قابل استفاده به عنوان یک ماده مقاوم در برابر آتش به صورت پارچه
• عایق صوتی عالی
• مقاومت خوب در برابر خوردگی
• در برابر اکثر قلیایی ها و اسیدها مقاوم است
• پایداری شیمیایی
• به عنوان اتصالات و درزگیری های انبساط طناب سرامیکی

برای کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان صنعت واشر اصفهان تماس حاصل فرمایید.