חומר עקשן קל משקל - סיבים קרמיים

סיבים קרמיים הם חומר סיבי העשוי מחומרים אורגניים טבעיים או מלאכותיים בתהליכים שונים, או שהומר מסיבים אורגניים בטיפול בחום בטמפרטורה גבוהה. בנוסף לתכונות מכניות מעולות, יש לו גם את היתרונות של נוגד חמצון ויציבות תרמית טובה.

1. סוגי סיבים קרמיים

זני הסיבים הקרמיים כוללים בעיקר סיבי אלומיניום סיליקט רגילים, סיבי סיליקט אלומיניום עתירי אלומיניום, סיבי אלומינה רב גבישיים, סיבי מוליט פוליגריסטליים וסיבים קרמיים בעלי ביצועים גבוהים. ביניהם, סיבי סיליקון קרביד הם אחד מסיבי הקרמיקה בעלי הביצועים הגבוהים. סיב סיליקון קרביד הוא סיב קרמי מחוזק בעל ביצועים גבוהים וחשוב עבור מטריצות מתכת ומטריצות קרמיות. יש לו חוזק מתיחה מעולה, עמידות לזחילה, עמידות חמצון ותאימות למטריצה ​​קרמית.

2. שיטת הכנה של סיבים קרמיים

A.שיטת דפוס פיזי

שיטת סיב נמס: לאחר המסת חומר הגלם נוצר הסיב בשיטת הנשיפה או בשיטת הספינינג.

שיטת ניפוח: תחילה ממיסים את חומר הגלם להמסה בטמפרטורה גבוהה עם תנור התנגדות, ונוצר זרם דק דרך פתח בטמפרטורה גבוהה, אשר מרוסס באוויר בלחץ גבוה. תחת פעולת אוויר במהירות גבוהה, הנוזל המותך מתפזר לחלקיקים, ונוצרים סיבים בין החלקיקים.

שיטת ספינינג: הנוזל המותך בטמפרטורה גבוהה נוצר לסיבים על ידי הכוח הצנטריפוגלי של הסיבוב המהיר של הגלגל המסתובב.

B. שיטת הספגה של תמיסת סיבי מטריקס

רוב סיבי המטריצה ​​הם סיבי ויסקוזה בעלי הידרופיליות טובה. שיטת הספגה של תמיסת סיבים מטריקס היא הספגה של סיב המטריצה ​​בתמיסת מלח אנאורגנית, ולאחר מכן סינטר כדי להסיר את סיב המטריצה ​​כדי להשיג את הסיב הקרמי. חוזק הסיבים תלוי בעיקר בנקבוביות הסיב ובגודל גרגרי תחמוצת המתכת. שיטה זו פשוטה וקלה לפופולריות.

בנוסף, ניתן להכין אותו גם על ידי שקיעת אדים כימית, תגובת אדים כימית ושיטות המרת מבשר.

3. יישום של סיבים קרמיים

A.משמש בתנורים תעשייתיים

כחומר בידוד תרמי קל ויעיל, סיבים קרמיים נמצאים בשימוש נרחב בתנורים תעשייתיים. זה יכול להפחית מאוד את העומס על מבנה הפלדה של התנור ולהאריך את חיי השירות של גוף התנור.

B.יכול לשמש כחומר סינון

סיבים קרמיים הם דקים בצורתם וניתן להשתמש בהם כחומרי סינון. השימוש במסנני סיבים קרמיים במפעלים לסינון ישיר של גז פליטה בטמפרטורה גבוהה יכול להפחית את דרישות הציוד והעלויות לקירור הגז לפני הסינון, ויכול להפחית את אובדן החום ואת בזבוז המשאבים הנגרמים מהקירור.

C. ייצור חומרים מרוכבים של סיבים קרמיים

חומרים מרוכבים של סיבים קרמיים הם חומרים יוצאי דופן שלא רק עמידים בפני שינויי טמפרטורה מהירים ואינטנסיביים ללא נזק, אלא גם מחליפים סגסוגות-על מתכתיות ומתעלות על סגסוגות כאלה מבחינת עמידות בטמפרטורה, חוזק ספציפי ומודול ספציפי.