Vật liệu gốm cách nhiệt.

Vật liệu gốm cách nhiệt là loại vật liệu được hình thành từ các khối ceramic rỗng, hoặc từ các khối ceramic đặc có các cốt liệu chịu nhiệt độ cao, không bị nung chảy, sau đó được đem vào lò nung tạo thành các cấu trúc ổn định.

Tùy thuộc vào nguyên liệu và các công nghệ được sử dụng cho sản xuất ban đầu, vật liệu gốm cách nhiệt được chia thành hai nhóm: vật liệu cách nhiệt ceramic và vật liệu chịu lửa nhẹ.

1. Vật liệu cách nhiệt ceramic

Vật liệu cách nhiệt ceramic rất đa dạng: ceramic dạng cuộn, ceramic dạng rời, ceramic dạng tấm. Các sản phẩm vật liệu các nhiệt ceramic được tạo hình từ các khối ceramic, tiếp theo mang vào lò nung, sấy ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ nung sấy vật liệu có ảnh hưởng quyêt định tới nhiệt độ tối đa của sản phẩm.

2. Vật liệu gốm ceramic chịu lửa nhẹ

Vật liệu chịu lửa nhẹ được tạo hình từ các khối ceramic rỗng, có nhiệt độ tối đa lên tới 1000 - 1200 độ C, trong một số trường hợp nhất định, khi cần chúng ta có thể nâng cao nhiệt độ tối đa lên tới 1650 độ C.

Có 7 cách để làm rỗng vật liệu gốm cách nhiệt:

a. Phương pháp tăng nước vào gốm ceramic

Khi nhào trộn chúng ta thêm nước vào trong vật liệu cách nhiệt, sau đó khi làm khô vật liệu, nước sẽ bay hơi tạo thành các lỗ hổng. Tuy được ít sử dụng nhưng phương pháp tăng nước có thể kết hợp với một số phương pháp khác để tăng độ rỗng.

b. Lựa chọn thành phần gốm ceramic hợp lý

Phương pháp lựa chọn thành phần hạt hợp lý thường được sử dụng như phương pháp bổ trợ cho các phương pháp khác.

c. Phương pháp phụ gia cháy vào gốm ceramic

Các phụ gia cháy được dùng : licnin, mạt cưa, than cốc, poolityrol phồng nở và một số chất dẻo phồng nở khác. Phương pháp thêm phụ gia cháy được sử dụng phổ biến nhất, vì phương pháp này cho phép tạo hình sản phẩm có độ ẩm thấp và có thể sự dụng thêm phương pháp tạo hình ép bán khô. Sử dụng Phương pháp này có thể đạt đươc tối đa 65% độ rỗng.

d. Phương pháp tạo khí bên trong sợi gốm ceramic

Phương pháp tạo khí giúp tạo ra sản phẩm có độ rỗn từ 40% - 90% mà cường độ cơ học của vật liệu rất cao. Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là độ bền nhiệt của sản phẩm giảm do phải sử dụng một lượng nước rất nhiều. Có một cách khắc phục là sử dụng công nghệ rung phồng để loại bỏ nhược điểm.

e. Phương pháp tạo bọt gốm ceramic

Ở phương pháp tạo bọt, phụ gia tạo bọt được thêm trực tiếp vào hỗn hợp, hoặc tạo bọt trước khi cho hỗn hợp vào, phụ gia tạo bọt thông dụng là nhựa thông. Phương pháp này có nhược điểm là sản xuất khó, yêu cầu độ chảy của hỗn hợp phải chính xác. Khi độ chảy thấp hơn so với yêu cầu, sẽ khiến cho vật liệu có hình dạng không đồng nhất, xuất hiện nhiều vết nứt và lỗ hỗng, và không được phép sấy nhanh.

f. Dùng cốt liệu rỗng

Dùng cốt liệu rỗng là phương pháp phổ biến, sử dụng các phụ gia như : peclit, vermiculite phồng, keramzit và một số vật liệu khác.

g. Phương pháp tạo cốt sợi gốm ceramic có nhiệt độ cao

Là phương pháp tạo cốt sợi từ các sợi có nhiệt độ cao ( sợi cao lanh ).

3 Đặc điểm vật liệu gốm ceramic chịu nhiệt

• Cả vật liệu cách nhiệt ceramic và vật liệu cách nhiệt nhẹ đều được sử dụng cho bảo vệ lò, buồng đốt, nồi hơi, và các trang thiết bị có môi trường làm viêc nhiệt độ cao.

• Các vật liệu có thể trong hình thái lỏng, dẻo, hoặc khô.

4. Nguyên vật liệu sản xuất vật liệu gốm cách nhiệt

Có hai loại nguyên liệu chính đó là điatômit và trepel, ngoài ra có một số nguyên liệu phụ khác.

• Didatomit được hợp thành chủ yếu từ xác của tảo điaômit pha lẫn các tạp chất từ khoáng sét mịn, glauconit và quaczit, có nhiệt độ nóng chảy là 1700 độ C, độ rỗng vào khoảng 80 - 85%.

• Trepel được tạo thành từ oxit silic vô định hình dưới dạng các hạt hidro silicat thiên nhiên hình cầu SiO2, có thế là các khoáng opal, chanxeđôn (mSiOT.nH.O) có kích thước từ 2,5 - 5|.im, và các tạp chất từ xác táo điatomit và các sinh vật biến khác.

• Phụ gia cháy phổ biến nhất là mạt của. Mạt của được sử dụng thường có kích thước nhỏ hơn 8mm. Muốn phối liệu thành hình tốt nhất yêu cầu mạt của từ các loại gỗ cứng.

Phân tích các tính chất của vật liệu cách nhiệt giúp tiết kiệm nguyên vật liệu, và chi phí, nâng cao hiệu suất của vật liệu.