Klassifizierung leichter feuerfester Materialien und das Prinzip der Wärmedämmung

Leichte feuerfeste Materialien sind feuerfeste Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit und geringer Wärmekapazität, auch als isolierende feuerfeste Materialien bekannt.
Leichte feuerfeste Materialien zeichnen sich im Allgemeinen durch eine hohe Porosität und eine geringe Schüttdichte aus und werden oft als wärmeisolierende feuerfeste Materialien bezeichnet.
Traditionell, Leichte feuerfeste Materialien weisen eine geringe Erosionsbeständigkeit auf, Stärke, und Abriebfestigkeit, Daher werden sie im Allgemeinen nicht direkt als Arbeitsflächenmaterialien verwendet, sondern werden als Isolierschicht hinter die Arbeitsfläche gelegt. Jedoch, desto näher liegt das leichte feuerfeste Material an der Ortsbrust, desto besser ist die Wärmedämmwirkung.
Mit der Verbesserung der Anforderungen an Energieeinsparung und Emissionsreduzierung, die Entwicklung und Erforschung leichter feuerfester Materialien mit hoher Festigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit, und Erosionsbeständigkeit, die direkt in der Ortsbrust eingesetzt werden können, wurden weithin betont.

1. Klassifizierung leichter feuerfester Materialien

Die Klassifizierung leichter feuerfester Materialien kann nach ihrer chemischen Zusammensetzung unterteilt werden, Temperatur verwenden, die Existenz verschiedener Formen, und Mikrostruktur.

Entsprechend den unterschiedlichen chemischen Mineralzusammensetzungen, Leichte feuerfeste Materialien können in leichte feuerfeste Materialien aus Aluminiumoxid unterteilt werden, Leichte feuerfeste Materialien mit hohem Aluminiumoxidgehalt, leichte feuerfeste Mullitmaterialien, Leichte feuerfeste Materialien aus Siliciumdioxid, leichte feuerfeste Tonmaterialien, Leichte feuerfeste Materialien aus Vermiculit und leichte feuerfeste Materialien aus Kieselgur.
Leichte Feuerfestmaterialien können auch nach der Temperaturnutzung unterteilt werden, Die Verwendung von leichten feuerfesten Materialien ist die Temperatur, bei der die Schrumpfung beim erneuten Brennen nicht größer ist 1% zu 2%.

Leichter Mullitstein

Entsprechend der Verwendung der Temperaturteilung, Leichte feuerfeste Materialien können in leichte feuerfeste Niedertemperaturmaterialien unterteilt werden (Temperatur verwenden <600 ℃), Leichte feuerfeste Mitteltemperaturmaterialien (Temperatur verwenden 600 ~ 1200 ℃), und leichte Hochtemperatur-Feuerfestmaterialien (Temperatur verwenden > 1200 ℃). Leichte Hochtemperatur-Feuerfestmaterialien sind die am häufigsten verwendeten wärmeisolierenden Materialien in Industrieöfen.

Nach der Existenz der Teilungsform, Leichte feuerfeste Materialien können in Pulvergranulat unterteilt werden, geformt, Faser, und leichte feuerfeste Verbundwerkstoffe.

Polykristallines Mullitfasermodul

Zusätzlich, entsprechend den Strukturmerkmalen, Leichte feuerfeste Materialien können auch in kontinuierliche Gasphasen-Strukturtypen unterteilt werden, Festphasenkontinuierlicher Strukturtyp, und kontinuierlicher Festphasen- und Gasphasenstrukturtyp.

2. Wärmedämmprinzip leichter Feuerfestmaterialien

Leichte Feuerfestmaterialien werden nach dem Grundprinzip hergestellt, die Wärmeleitfähigkeit des Materials zu verringern.
Da leichte feuerfeste Materialien viele Hohlräume enthalten, Die Form der Wärmeübertragung durch leichte feuerfeste Materialien ist die Festphasen- und Gasphasen-Wärmeübertragung.
Bei der Festphasen-Wärmeübertragung handelt es sich hauptsächlich um Leitung, während eine Gasphasenform der Wärmeübertragung komplexer ist: Wärme aus der Hochtemperaturzone in den internen Prozess der Dämmstoffe, Beim Berühren der Luftlöcher kommt es dann zur Wärmeleitung in der festen Phase.
Nach der Begegnung mit den Poren, Der Wärmeübertragungspfad wird zweigeteilt und erfolgt weiterhin durch die feste Phase und die Poren. Für den Teil der Wärmeübertragung, der sich über die feste Phase fortsetzt, Durch die Änderung der Leitungsrichtung wird die Distanz der Wärmeübertragungsstrecke deutlich vergrößert, d.h., der thermische Widerstand wird größer.
Die durch die Stomata übertragene Wärme wird durch das Gas geleitet, Konvektionswärmeübertragung, und Strahlungswärmeübertragung.

(1) Wärmeleitung: normalerweise, Die Wärmeleitfähigkeit des Gases ist sehr gering, und das meiste Gas in den inneren Poren leichter feuerfester Materialien ist Luft. Die Wärmeleitfähigkeit von Luft ist viel kleiner als die von festen Stoffen. daher, Die durch die Poren geleitete Wärme ist sehr gering.

(2) Konvektive Wärmeübertragung: Die konvektive Wärmeübertragung erfolgt hauptsächlich durch den Gasstrom. Da die meisten leichten feuerfesten Materialien in der Pore sehr klein sind, Der Luftstrom in der Pore wird stark eingeschränkt, und die Gasdurchflussrate ist sehr gering, Daher ist auch die Wärmeübertragung sehr gering.
Je kleiner die Öffnung der Pore ist, desto geringer ist die Fließfähigkeit der Luft in der Pore, und desto geringer ist die durch Konvektion übertragene Flüssigkeitsmenge.
Wenn die Öffnung der Pore kleiner ist als die Pore der Gasmoleküle in der Bewegung des freien Bereichs, Die Gasmoleküle hören auf, sich zu bewegen, Es entsteht keine Wärme mehr durch die Gaskonvektionsübertragung.

(3) Strahlungswärmeübertragung: weil die meisten der leichten feuerfesten Porengas für die Luft, und Gasmoleküle bestehen hauptsächlich aus N2 und O2. Es handelt sich um symmetrische Molekülstrukturen vom Doppelatomtyp.
Die Fähigkeit dieser Gasmoleküle, Strahlung zu absorbieren und zu emittieren, ist relativ gering.
daher, Die Strahlungswärmeübertragung durch die Pore erfolgt hauptsächlich durch die Hochtemperaturwand der Pore zur Strahlungswand mit niedriger Temperatur. Aber im Allgemeinen, der Strahlungswärmeübergang durch die Poren ist nicht sehr groß.

Es ist ersichtlich, dass das Vorhandensein von Poren für die Wärmedämmfähigkeit von leichten feuerfesten Materialien von großem Nutzen ist, in vielen Fällen, Bei der Gestaltung von Wärmedämmstoffen steht die Einbringung von Poren im Mittelpunkt.