Serat Tahan Api
Bahan tahan api dengan struktur serat adalah jenis baru bahan tahan api yang sangat efisien. Menurut komposisi fasa membaginya menjadi kaca, kaca mikrokristalin (Kaca mikrokristalin silikon sitar) dan serat kristal (kumis atau filamen viscose). Menurut panjang seratnya: serat panjang serat pendek buatan dan serat pendek. Bahan berserat panjang dibuat berdasarkan silika (serat kaca kuarsa) dan sistem biner berikut: SiO2-ZrO2, SiO2-HfO2, SiO2-GeO2, dan bahan SiO2-ThO2.
Ciri khas suatu bahan fiber adalah mempunyai kekuatan terhadap gaya tarik yang tinggi. Pada beberapa kesempatan, kekuatan serat mendekati kekuatan teoritis material. Misalnya, ketika kekuatan teoretisnya adalah 2-2.5 MPa, kekuatan sobek serat kuarsa dalam media nitrogen cair adalah 1.8 MPa.
Seiring dengan menurunnya kekasaran serat, kekuatannya meningkat. Alasan kekuatan tinggi: mengurangi kemungkinan adanya cacat struktural yang berbahaya (retak) pada spesimen dengan dimensi yang sangat kecil; struktur homogen. Orientasi struktur dan retakan mikro mengikuti sumbu serat.
Modulus elastisitas bahan berserat lemah atau tidak berhubungan dengan diameter serat. Karena ini, deformasi relatif yang lebih besar dari benang jauh lebih besar dibandingkan dengan spesimen yang besar. Karena itu, deformabilitas (yang pada gilirannya menyiratkan ketahanan terhadap guncangan termal) serat agak lebih tinggi dibandingkan spesimen besar. Ini menjadi sifat kedua dari bahan fiber. Massa jenis serat itu sendiri sama dengan massa jenis spesimen yang besar, Namun, dengan banyak serat yang terdiri dari produk, dalam kekuatan yang cukup, kepadatan massalnya jauh lebih kecil.
Situasi ini digunakan untuk memproduksi refraktori isolasi serat. Penerapan refraktori tersebut, secara teknis tidak hanya untuk mendorong pengurangan kehilangan panas tetapi juga untuk memecahkan masalah pengurangan konsumsi material. Sifat isolasi termal bahan serat menjadi ciri khas ketiga. Bahan serat mirip dengan bahan kristal pipih dan bola berongga sesuai dengan sifat kekuatannya.
Industri bahan tahan api memiliki arti praktis yang lebih besar untuk sistem A12O3-SiO2, bahan serat multi-produk dan karbon, Kristal linier SiC, dan seterusnya. Komposit (hibrida) terdiri dari serat dan matriks (zat berat) juga sangat menarik. Dimana kekuatan tinggi diimbangi dengan kepadatan curah yang relatif rendah. Bahan ini sangat menjanjikan dari segi kuantitas dan akan meningkat seiring dengan produksi bahan tahan api biasa. Pasalnya, teknologi komposit dapat mempunyai berbagai sifat baik dari komposisi konsentrasinya, metode ini dapat menghasilkan bahan tahan api isolasi serat tahan api berkinerja tinggi yang telah ditentukan sebelumnya.
Perpindahan Panas Serat Tahan Api
Serat tahan api perpindahan panas adalah media utama gas, dengan porositas serat tahan api lebih dari 90%, komposisi gas di pori-pori secara langsung mempengaruhi konduktivitas termal serat tahan api. Perpindahan panas serat tahan api adalah kurva logaritmik, nilai konduktivitas termal meningkat lebih cepat setelah suhu lebih tinggi dari 700℃.
Modus Perpindahan Panas
Perpindahan panas mengacu pada aliran panas secara spontan dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah, dan merupakan sejenis fenomena perpindahan energi yang disebabkan oleh perbedaan suhu. Di alam, baik di dalam suatu media atau di antara dua media, selama ada perbedaan suhu, akan terjadi proses perpindahan panas.
Kami menyebut jumlah panas yang dipindahkan keluar atau masuk suatu benda per satuan waktu sebagai aliran panas. Aliran panas per satuan waktu yang tegak lurus arah aliran panas disebut rapat aliran panas.
Menurut mekanisme fisik perpindahan panas, ada 3 cara proses perpindahan panas: konduktivitas termal, konveksi, dan radiasi.
Klasifikasi Serat Tahan Api
Serat tahan api (juga dikenal sebagai serat keramik) bahan adalah jenis bahan tahan api baru yang dikembangkan dalam beberapa dekade terakhir. Ini mengatasi kerapuhan yang melekat pada batu bata tahan api dan bahan tahan api yang tidak berbentuk, karena itu, cakupan penggunaannya berkembang pesat.
Dinding tungku serat tahan api memiliki banyak poin: tahan panas, sifat isolasi yang baik, penyimpanan panas kecil, ringan, dalam kondisi yang sama untuk mendapatkan pengencer, dinding tungku yang lebih ringan; elastisitas, ketahanan yang baik terhadap getaran mekanis dan ketahanan guncangan panas, dan isolasi listrik yang baik serta penyerapan suara dan sifat lainnya. Struktur sederhana, konstruksi yang nyaman, cocok untuk bagian bentuk yang kompleks. Kekurangan: ketahanan gerusan yang buruk. Karena itu, tidak cocok untuk digunakan di ruang konveksi dengan peniup jelaga dan cerobong asap dengan laju aliran gas buang yang besar.
Menurut para ahli Pabrik Refraktori Henan, serat tahan api dibagi menjadi tiga kategori menurut komposisi kimianya:
1. Serat tahan api aluminium silikat biasa, mengandung AL2O3 46% ~ 48%, SiO2 52% ~ 53%, penggunaan suhu 1000 ~ 1200 ℃.
2. Serat tahan api alumina tinggi, mengandung AL2O3 56% ~ 64%, SiO2 35% ~ 44%, menggunakan suhu 1200 ~ 1400 ℃.
3. Serat tahan api aluminium silikat yang mengandung kromium, mengandung Cr2O3 4%, penggunaan suhu 1300 ~ 1400 ℃.
Sesuai dengan bentuk produknya, ada yang terasa, selimut, kertas, tape, tali, dan produk berbentuk. Hari ini, serat tahan api yang digunakan di dinding tungku tabung, umumnya berisi tentang, hanya kontak langsung dengan permukaan api, hanya dengan serat tahan api alumina tinggi yang mengandung Al203 60%, dan metilselulosa sebagai pengikat kain flanel lembut. Ini tahan panas, kinerja pelestarian panas lebih baik, karena harganya lebih mahal, dan itu hanya digunakan sebagai lapisan tahan api. Lapisan insulasi umumnya berupa papan wol batu murah atau papan kapas terak.
