陶瓷绝缘-设计下一代

浪费热能意味着浪费金钱。这就是为什么在制造高温应用程序时，有效的热管理是最重要的。最终，随着温度和工艺要求的增加，绝缘产品的需求也会增加，这是解决热能损失的主要方法。

有几个因素必须选择一个绝缘系统的时候，包括前期投资，保温效率，能源节约，效率，寿命和健康，安全和环境（HSE）达标被纳入考虑。¹绝缘业的进步导致了使用陶瓷泡沫的系统的开发，例如Norfoam^®由圣戈班。陶瓷泡沫绝热材料提供了上面提到的问题的解决方案，并且因此被认为是优于传统的高温绝缘材料，例如绝缘砖和陶瓷纤维是有利的。亚博网站下载

获得专利的直接发泡过程能够产生板形状，其具有高达150毫米的厚度，从而实现简化的衬里设计和高效的安装。

耐火保温砖砌

耐火材料砖，否则被称为绝缘烧伤（IFB），传统上用于温度从1,260-1,840°C的温度的绝缘。通常，随着砖的二氧化硅含量增加，IFB的绝缘性能改善。不幸的是，这可能会产生负面影响折射性，砖的化学惰性和机械强度，这反过来显着限制了产品在极端环境中的使用。由于绝缘耐火砖是可加工的，可以使用适当的工具来创建任何形状或设计。然而，由于砖可以极度磨蚀机械，所以该过程通常比纤维的产品更困难。

耐火陶瓷纤维

耐火陶瓷纤维（RCF），它提供了有效的热电阻，效率和耐冲击性，一直以来，50年代初用作绝缘材料。不像耐火砖，RCF是纤维，因此，能够容易地制造，以形成任何形状或设计。

但是，使用RCFS进行高温绝缘物确实有几个限制。例如，单个纤维倾向于机械薄弱，因此对气体消融敏感。这导致细纤维污染，可影响下游设备以及成品。app亚博体育此外，RCF材料随着时间的推移而缩小并结晶，产生热性能的劣化，因为安装加宽并产生热桥。最后，RCF可以对人类危害，并且在某些环境中是致癌物质。²与纤维状陶瓷材料相关的健康风险毫无疑问非常严重，并导致了严格的法规和限制。亚博网站下载

图1。陶瓷泡沫的三维x射线断层扫描。

图2。陶瓷泡沫（a）和纤维（B）的微结构。

在光的这样的顾虑，新的生物可溶性碱土金属硅酸盐（AES）纤维已被开发作为一种替代传统的RCF。然而，必须考虑到它们的组成限制了它们在温度低于1250℃的使用。

新的泡沫陶瓷

由于需要绝缘增加被高执行，易于成型并具有低健康风险，圣戈报价NorFoam^®陶瓷泡沫。这些泡沫是HSE友好，并在各种组合物中的其特别在温度超过1250℃，旨在功能可靠且有效地可用。

NorFoam专利的发泡工艺允许从许多不同的材料，例如氧化铝，富铝红柱石，堇青石和氧化锆制成的陶瓷绝缘泡沫。亚博网站下载这也可以扩展到非氧化物材料，包括氮化硅和碳化硅。亚博网站下载板形状测量高达至150mm的厚度可以制造，从而允许简化的衬里设计和容易安装。

由于其工程化的微观结构和复杂的架构，诺福诺提供了先进的性能，包括出色的可加工性，绝缘能力，耐热抗冲击性，高纯度和碱性和耐磨性，并且具有耐火绝缘砖和陶瓷纤维等传统纤维的潜在替代品。²

纤维自由

与耐火纤维不同，泡沫陶瓷是100%无纤维的。这意味着不存在潜在危险纤维污染的风险，因此陶瓷泡沫装置不需要特殊设备来保护工人、工作场所或环境。app亚博体育特别是，这适用于重新内衬的操作，因此陶瓷纤维存在于一个极其脆弱的状态，使它非常危险。此外，陶瓷泡沫产品可以像砖一样处理，使用砂浆加入它们，不需要特别处理。

图3。陶瓷泡沫成品边缘（a）和传统的IFB成品边缘（b）中。

较轻的重量

陶瓷泡沫是轻质的，可在较大的尺寸中获得。与传统使用的IFB相比，这使得安装更容易和更快。因此，可以在更快的速度下完成维护中断，重新调整或维修，并且迫切需要安装。

安全的环境

该NorFoam过程是基于食品级系统上并且由高纯度的矿物颗粒。这使得能够回收或类似中度处置费用常规废物处置的泡沫，相对于与纤维倾倒相关的高成本。最终，从生产过程直至报废，陶瓷泡沫的影响比传统保温材料的环境较少。亚博网站下载

易于处理/塑造

陶瓷泡沫是简单的制造，可以在现场与典型的干切削刀具，甚至是普通木材锯进行加工。对比纤维，切割NorFoam不释放粉尘危险，因此不需要任何使用的限制。此外，泡沫陶瓷产品能够以高精度加工。这会产生非常高品质的安装，进一步提高了加热炉的热效率。

表现

导热性和耐高温性是选择耐火绝缘材料产品时重要的大突出的特点之一。陶瓷泡沫结合的陶瓷纤维的热性能用砖的强度和长期性能。优异的热性能的装置的熔炉的热质量和余热可以被降低，产生较快的RAM幼仔，改进的温度控制，并降低能源成本。

图4。陶瓷泡沫，IFB和类型400分之184纤维的比较热导率。

陶瓷泡沫内层，在氮气气氛炉。

添加价值

陶瓷泡沫正在取代传统产品在热处理和烧结炉以及在冶金和玻璃的应用程序。例如，NorFoam XPure已经显示在下纯氮1500℃作为在炉中更好的绝缘系统比莫来石隔热砖。最初，炉所使用的莫来石绝缘性产品，这与从烧制负载释放碱性反应，破坏了备份层，产生在炉的钢壳不安全热点。然而，一旦热面用陶瓷泡沫更换时，炉壳温度下降，防止任何更多的伤害。^4.

陶瓷泡沫的低质量惯性允许更有效的窑和快速加热/冷却坡道的温度控制，而与传统的砖衬有相比，提供可量化的生产率增益。此外，安装陶瓷泡沫需要较少的时间比现有的莫来石解决方案更少。总体而言，诺福诺积极降低了维护努力，成本和能源消耗，从而越来越稳定的运营，更高的规划和过程可用性和积极的能源管理。

陶瓷泡沫产品可用作稳定剂或垫片，用于射击众多产品，由于它们的机械强度和轻质性质。一旦使用，据报道，升压速率增加，并且由于报告的能耗降低，据说反应堆温度更稳定。陶瓷泡沫的创新可加工性，以及其机械强度，有助于克服反应堆部件的关键设计和运行问题。

泡沫陶瓷产品也被认为是为冶金行业中的应用程序majorly有利的，因为他们对熔融金属的强大阻力。典型再热炉趋于与绝缘不定形和光纤模块衬里。然而，这样的使用受到限制，因为规模灰尘，大气的杂质，并从燃烧器释放可以攻击这些衬里碱和产生老化和早期失效。陶瓷泡沫具有内在性能稳定，并防止这种过早磨损。特别是，石化行业往往需要较高的化学惰性，高比表面积和孔互连，意味着陶瓷泡沫是使用非常有吸引力的选择与催化反应装置。

总结

具有先进的特性和限制的操作，维护，以及健康和安全成本，陶瓷绝缘泡沫材料提供为用户寻找替代耐火纤维或耐火隔热砖，无论是在本设备或新安装的解决方案。app亚博体育在其他资产中，优良的绝缘性能，易用性和泡沫陶瓷不含纤维的性质意味着使用状态的最先进的这种材料只能在未来几年内增加。

参考文献

1. 《高温绝缘材料市场-全球趋势及到2019年的预测》，亚博网站下载
2. 法规（EC）1272/2008。
3. 圣米格尔湖和舒曼，M.，“无纤维陶瓷隔热泡沫HSE友好耐火制品的极端温度-A新一代多应用的可能性，”耐材世界论坛，2017年8月[2]。
4. 鲁莱特，F;圣米格尔，L;和舒曼M.，“耐火陶瓷泡沫高温隔热解决方案的潜能，” DKG Jahrestagung暨研讨会Hochleistungskeramik，德国弗莱堡，2016年3月。

该信息已经被采购，审查和由圣戈班高性能耐火材料提供的材料改编。亚博网站下载

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