Si osserva che solo i migliori materiali resistenti alle alte temperature vengono utilizzati come materiali refrattari. I materiali refrattari sono costituiti da una miscela di silicio, alluminio, e calcio. Le loro proprietà di bassa conduttività termica aiutano a prevenire il trasferimento del calore lontano dal forno. Questo è importante perché fa sì che sia necessaria meno energia per mantenere la temperatura desiderata per il forno.
Basare la loro composizione chimica, i materiali refrattari si espandono quando sono esposti al calore. L'ossido di magnesio è di gran lunga il materiale più comunemente utilizzato e ha un elevato coefficiente di espansione. Un tipico processo di produzione di materiali refrattari prevede fasi come la frantumazione e la macinazione, seguito dalla formazione, sparare, e lavorazione finale.
I migliori materiali refrattari utilizzati per i fumi di silice
Il fumo di silice è un sottoprodotto del processo di produzione del silicio. Il silicio elementare viene prodotto riscaldando il quarzo a temperature estremamente elevate, il SiO2 (biossido di silicio) così prodotto si ossida ulteriormente e si condensa per emettere fumi di silice. Questo articolo discuterà come è possibile produrre materiale refrattario dai fumi di silice.
I materiali refrattari vengono utilizzati per realizzare stampi per la fusione dei metalli e attrezzature per fonderia per la produzione di metalli. Vengono utilizzati anche nei forni ad alta temperatura per la produzione di acciaio o altri metalli mediante fusione dei getti.
I produttori utilizzano questo materiale principalmente per produrre prodotti in ceramica. Molti tipi di materiali refrattari possono essere creati utilizzando fumi di silice, compresi i refrattari colabili, materiali in fibra non tessuta, e fondenti in grado di resistere alle alte temperature senza degradarsi nel tempo.
La sabbia silicea è ampiamente utilizzata nella produzione di calcinabili refrattari grazie alla sua capacità di fornire un migliore imballaggio. Inoltre necessita di meno acqua della sabbia pur mantenendo le stesse caratteristiche di flusso, rendendolo perfetto per la sinterizzazione a bassa temperatura. La sabbia silicea è ottima anche per favorire la formazione della mullite, che aiuta a rendere i tuoi calcinabili ancora più durevoli.
I calcinabili sono forti e bloccano i gas, scorie, e metallo dal passaggio attraverso di esso. I calcinabili con fumi di silice sono i più resistenti, soprattutto alle alte temperature & alte densità. Più usi il fumo di silice nella tua ricetta, meglio è per il tuo progetto di casting.
Cos'è la silice fume?
FUME DI SILICA è essenzialmente il sottoprodotto ottenuto dai processi di produzione delle leghe ferrosilicio e del silicio metallico. Il fumo di silice è popolare per il suo utilizzo nel calcestruzzo. Non è solo vetro smerigliato – contiene anche altri minerali mescolati.
Il fumo di silice è leggero e poroso, quindi è facile da lavorare con altri materiali. I fumi di silice possono essere utilizzati per l'isolamento o come riempitivo nei prodotti in gomma perché aiutano il materiale a resistere al calore e all'umidità.
Questa versatilità e la capacità di fornire un prodotto più uniforme rendono Silica Fume un additivo ideale per la produzione di calcinabili refrattari di alta qualità. Ciò è dovuto al fatto che il fumo di silice ha un effetto stabilizzante sul pH, riduce le impurità, e migliora la lavorabilità nel prodotto finale.
Perché utilizzare i fumi di silice invece di altri materiali refrattari?
Non è raro che i refrattari vengano utilizzati in ambienti industriali. Tuttavia, non tutti i refrattari sono uguali. I materiali più comunemente usati sono la sabbia silicea, mattone, cemento, e argilla. Tuttavia, questi materiali possono occupare spazio eccessivo e produrre gas nocivi.
Il fumo di silice è un tipo di minerale industriale che può essere trovato in abbondanza – è una derivazione del processo di produzione del silicio metallico. Perché occupa meno spazio rispetto ad altri materiali e il suo processo produttivo non rilascia gas nocivi nell'ambiente, Nel corso del tempo, i fumi di silice sono diventati sempre più popolari come scelta per i minerali industriali.
Modus Operandi per il legame
Il fumo di silice reagisce con l'acqua per formare gruppi silanolo (Si-OH) sulla superficie. Questi gruppi condensano a 80°C per formare legami silossanici (Si−O−Si). Questa rete di silossano che si forma a bassa temperatura a temperatura ambiente inizia a rompersi a 250°F.
Inoltre, il fumo di silice fornisce un'elevata resistenza a diverse temperature. Il fumo di silice aiuta ad aumentare la resistenza dei prodotti calcinabili a basse e alte temperature.
I fumi di silice sono così speciali perché possono effettivamente reagire con Al2O3 ad alte temperature per formare mullite, grazie alla sua elevata attività. Ciò migliora la resistenza e la stabilità dei normali calcinabili refrattari. Grazie alla combinazione del suo design e dei materiali, il prodotto può avere una resistenza alla frantumazione a freddo superiore a 100 MPa dopo la cottura a circa 1000°C.
Usi dei fumi di silice nei materiali refrattari
Il fumo di silice è un sottoprodotto della produzione del cemento Portland ed è utilizzato da secoli nei materiali refrattari.
Il fumo di silice ha numerose applicazioni:
– Refrattari: La giusta proporzione di fumi di silice consente al rivestimento dell'alveare di resistere a temperature fino a 2100°C senza distorsioni o scioglimento. Ciò lo rende la forma di rivestimento più comune per alcuni forni e forni.
– Il fumo di silice è un tipo di sostanza che può avere un impatto diretto sulla facilità con cui scorre. Maggiore è il contenuto di silice della sostanza, meglio scorrerà. L'uso di fumi di silice a basso contenuto di SiO2 può causare un contenuto di acqua più elevato nei calcinabili.
– Isolanti strutturali: Le particelle di fumo di silice possono aiutare con l'isolamento termico, poiché è termicamente stabile e non si scioglie fino a 2100°C.
– Ceramica: Il fumo di silice aiuta anche a migliorare le proprietà dei materiali ceramici.
– Il fumo di silice è un materiale molto reattivo a causa della sua elevata energia libera superficiale. Per questo motivo, i fumi di silice di solito entrano in collisione facilmente con altre particelle e si agglomerano. Per migliorarne la reattività, alcuni tipi di fumi di silice non densificata vengono spesso utilizzati come leganti in quanto hanno una maggiore efficienza di dispersione. I fumi di silice sono un efficace reagente secondario nella produzione di sostanze a bassa resistenza, cemento colato ad alta densità.
Effetto della presenza di fumi di silice su calcinabili contenenti ossido di magnesio
L'uso dei fumi di silice nei calcinabili di ossido di magnesio è stato ampiamente studiato. I potenziali benefici sono la ridotta porosità, ridotta permeabilità, riduzione delle perdite di gas, ritiro ridotto, migliore resistenza a temperature elevate, e proprietà termiche migliorate. Questo esperimento mira a determinare come la presenza di fumi di silice influisce sulle proprietà del calcinabile contenente ossido di magnesio. Un calcinabile è un tipo di calcestruzzo che polimerizza per non produrre tensione superficiale.
Fumi di silice e il loro effetto sui materiali refrattari
Il fumo di silice è un sottoprodotto del biossido di silicio, noto anche come microsilice. Nel processo di produzione, la sabbia viene riscaldata 2,200 gradi Celsius in una fornace per produrre silicio e fumi di silice.
Questa silice è stata utilizzata nei materiali refrattari perché ha un alto punto di fusione e proprietà di bassa conduttività termica. I materiali refrattari sono utilizzati in processi come la produzione dell'acciaio e del vetro per la loro resistenza al calore e all'ossidazione.
Per questo motivo i fumi di silice vengono spesso utilizzati nella produzione di mattoni e malta per scopi edili.
I pro e i contro dei fumi di silice nei materiali refrattari
I fumi di silice sono utilizzati come additivo nei materiali refrattari da oltre un decennio. È ancora ampiamente utilizzato oggi, ma ci sono alcuni argomenti a favore dell'uso del fumo di silice. Il fumo di silice è più economico di altre alternative, riduce le emissioni di anidride solforosa e produce meno fumo. Tuttavia, ci sono anche degli svantaggi nell'usare il fumo di silice. I fumi di silice possono causare inquinamento quando vengono creati a temperature elevate, ma questo può essere mitigato con l'uso di leganti per creare una forma più solida del materiale.
Conclusione: Perché i fumi di silice sono una buona scelta per i materiali refrattari
Il fumo di silice è uno dei materiali refrattari più popolari per la produzione di mattoni. È un'importante fonte di biossido di silicio, che forma forti legami con l'ossido di calcio e l'ossido di alluminio nei mattoni di argilla. Ciò lo rende un materiale perfetto per l'uso in materiali refrattari. Inoltre, ha ottime proprietà isolanti che lo rendono resistente al calore e resistente alla corrosione. Un'altra caratteristica fondamentale è la sua bassa densità, ciò significa che occupa meno spazio rispetto ad altri materiali refrattari come il carbone finemente macinato o la malta di calce. Oltre a questi vantaggi, I fumi di silice hanno anche una buona capacità termica e conduttività termica grazie al modo in cui il biossido di silicio conduce rapidamente l'energia termica da un luogo all'altro.
Per riassumere tutto, Il fumo di silice presenta numerosi aspetti che lo rendono una scelta perfetta per i materiali refrattari:
• Questo materiale è resistente al calore, fuoco, e shock.
• Con elevata capacità termica e bassa conduttività termica, questo materiale è la scelta migliore per applicazioni che richiedono resistenza a livelli di calore elevati.
• The refractory material offers outstanding thermal stability. It does not crumble under thermal shock.
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