Giáo trình Công nghệ vật liệu cách nhiệt: Phần 2 - TS. Nguyễn Như Quý

Tiếp theo phần 1, phần 2 của cuốn giáo trình Công nghệ vật liệu cách nhiệt do TS. Nguyễn Như Quý biên soạn sau đây sẽ trang bị cho các bạn những kiến thức về vật liệu gốm cách nhiệt, bêtông tổ ong cách nhiệt; các sản phẩm chứa amiăng; tấm sợi gỗ; fibrolit; chất dẻo cách nhiệt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Công nghệ vật liệu cách nhiệt: Phần 2 - TS. Nguyễn Như Quý Chương VII V Ậ T L IỆ U G Ố M C Á C H N H I Ệ T Vật liệu gốm cách nhiệt là loại vật liệu được tạo hình từ khối cỉramic đã tạo rỗng không có cốt liệu, hoặc từ khối ceramic đặc (hoặc tạo ròng) chứa các cốt liệu khó chảy hoặc chịu lửa, sau đó được nung đế ốn định Ciu trúc. Tuỳ thuộc vào nguyên vật liệu ban đầu, công nghệ chế tạo vật liệu gốm cách nhiệt được phân thành hai nhóm chính, đó là: vật liệu cách nhiệt ceraniic và vật liệu chịu lửa nhẹ. - Các sản phẩm cách nhiệt ceramic được thành hình từ khối ceramic, sau đó được sấy, nung ớ điều kiện nhiệl độ cao. Nhiệt độ nung của sán phẩm có ảnh hưởng quyết định đến nhiệt độ sử dụng của sán phẩm: t J = 900 - 1000°c khi sản phấm tạo hình từ đất sét dề chảy và = 1000 - 1200°c khi sản phẩm lạo hình từ đất sét chịu lửa. - Vật liệu chịu lứa nhẹ, được lạo hìiìh lừ klìòi cemmic chịu lứa đã tạo rỗng, có nhiệt độ sử dụng 1000 - 120()°c hoạc trong nhiều trường hợp đến 1650°c. Hai nhóm sản phẩm này đcu thuộc loại vật liệu cách nhiệt ihiệt độ cao được sử dụng để cách nhiệl và báo vệ lò, buồng đốt và các thiế: bị làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao. Phối liệu thành hình sản phẩm có thê chảy lỏng, dẻo hoặc khô. Chúng được tạo rỗng bằng một trong các phương pháp sau; - Phương pháp tăng lượng nước nhào trộn: theo phương pháp lày, độ rỗng được tạo ra do nước bay hơi. Đây là phương pháp ít được sử dụrg, tuy nhiên có thế kết họp với các phương pháp khác làm tăng một phần độ lóng. - Phương pháp lựa chọn thành phần hạt hợp lý: đây là phươiiỊ pháp mang tính bổ trợ cho các phương pháp khác. - PhưOTg pháp phụ gia cháy (licnin, mạt cưa, than cốc, póli;tyrol phồng nớ và các loại chất déo phồng nở khác): đâv là phương pháp ph( biến, vì khi sứ dụng cho phép tạo hình sán phẩm từ phối liêu có độ ám thấpvà cho phép sử dụng phương pháp tạo hình ép bán khô. Độ rỗng tối da đạt điơc là 65%. 100 - Phương pháp tạo khí: phương pháp nàv cho phép tạo ra sán phấm có độ rỗng từ 40 - 90%. đồng thời cho cườns độ cơ học tương đối cao. Nhược điểm của phương pháp nàv là dùng mộl lượng nước lớn nên dẫn đến làm giảm độ bển nhiệt cúa sán pháin. Nếu sử dụng công nghệ rung phổng có thế khắc phục được nhược điếm này. - Phương pháp tạo bọt: iheo phương pháp nàv, phụ gia tạo bọt được đưa vào trộn trực tiếp với hỗn hợp tạo hình lóna. ví dụ 1,5% dung dịch xà phòng nhựa thông (hoặc các chất tao bọt khác). Cũne có thể trộn hỗn hợp nàv với bọt đã chuán bị trước. Nhược đièm chính cúa phương pháp này là khi độ chảy của hỗn hợp tạo hình Ihấp hơn cần thiết, sán phẩm sẽ có cấu trúc không đồng nhất, chứa nhiều vêt nứt và lỗ hống; độ ẩm phối liệu tạo hình lớn, tỷ lệ N/R có thế đạt đến 200% ; độ co thế tícli khi sấy lớn (gần 72%) và không cho phép sấv nhanh, v.v... - Phương pháp dùng cót liệu rỗng: đày ià phưcmg pháp phố biến, sừ dụng peclit và veiniculit phồng, kcrarnzit \'à các vật liệu khác - Phương pháp tạo cốt sơi từ các sợi chịu iihiệt độ cao như sợi cao lanh có nhiệt độ sử dụng t^,| = I 100 - 1250°c. Hàm lượng SìOị và AI 2O, trong sợi cao lanh có thế đạt đêii 987í và tv lệ giứa hai ỏxit nay tương ứng là 1 : 0 ,8 . 7.1. N G U Y Ê N VẬT LIỆU C H Ế TAO VẬT LIỆU G ố M C Á C H NHIỆT Trong các loại vậi liệu chế lạo vật liệu gốm cách nhiệt phái kế tới cliatômit \'à trepel là các loại dất đá chứa silic có nguồn gốc hữii cơ thuộc nhóm trám tích. Thành phán hoá học của điatòmit và trepel dao động trong khoảng sau: SiO, 74.1 - 92,5%; A1,0, = 1.5 - 11,3%; F c A = 0.4 - 5,5%; CaO = 0,52 - 2,1%; M g O = 0.2 - 1%: MKN = 4.3 - 10%. Điatômit chủ yếu được hợp thành từ xác cúa táo điatômit có lẫn các tạp chất từ khoáng sét hạt mịn, 2 laucônit và quãczit, có nhiệt độ nóng chảy là = 1700°c, độ rỗng r = 80 - 859t’. Trepel được tạo thành từ ỏxít silic vô định hình dưới dạng các hạt hiđrô silicat thiên nhiên hình cầu S ìO ị , 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 điatòmit và các sinh vãt biến khác. 101 Đất sét là một loại đất đá trầm tích hạt ĩĩiỊn hợp thành từ các phầi tứ khoáng kích thước từ 1 - 0 ,0 1 |0,m. Theo thành phần hoá học đất sét g ồ m ; á c hiđrôalumỏsilicat và tạp chất của một số khoáng khác. Đấl sét theo xuấixứ có thể là đất sét nguyên phát được tạo ra do hậu quả cúa quá trình phong K)á và đất sét thứ cấp do sự dịch chuyển và trầm lắng cúa đất sét nguyên piát. Trong đất sét có các hạt sét kích thước hạt nhỏ hcfn 2|am, các hạt không piải là sét có kích thước hạt thô hơn , các chất hữu cơ, các ion và muối tan. Trong đất sét bentônit, ngoài các khoáng sét còn có cristôbalit với kch thước hạt nhỏ hơn lị-im, có liên hệ chặt chẽ với các hạt mônmôrilốnit. Các khoáng như quăczit, đá vôi, fenspat có tên chung là các chất làm giy. Trong khoáng sét phải kể tới các hiđrôalumôsilicat sau: allofan, kaoliiit, halôizit, mônmôrilônit, bađelit, thuỷ mica (ílôgôpit, biòtit, muscôvit). Đất sét được phân thành ba loại phụ thuộc vào nhiệt độ chịu lửa: - Đất sét dễ chảy t < 1350°c. - Đất sét khó chảy t = 1350 - 1580°c. - Đất sét chịu lửa t > 1580°c. Ôxít nhôm là AI 2O 3 không ngậm nước. Trong chê tạo vật iiệu chịu ửa nhẹ thường sử dụng ôxít nhôm kỹ thuật chứa chủ yếu Ỵ-AI 2O,. Ôxít nhômiíỹ thuật được chế tạo từ quặng bauxit trong đó có mặt y-Al 2 0 „ ơ. và [3-AlO, dưới dạng hiđrôargillit (AI2O3.3H2O) và bemit (AI2OVH2O), Ôxít nhômcỹ thuật không nung có khối lượng thể tích 0,85 - 0 , 9 g / c m \ khi nung bổ s u g đến 1 5 0 0 °c đạt 1,1 - 1,2 g/cm ’ và ở nhiệt độ 1 7 5 0 °c là 1,5 - l, 6 g / c m \ Sa mốt là phụ gia làm gầy có tác dụng giảm co khi sấy và nung, được o ế tạo từ đất sét nung đến mất nước hoá học, được nghiền mịn đến độ rịn ỵ s = 3400 - 3900cmVg. Khối lượng thể tích đổ ...