純氧化鋁泡沫陶瓷爐膛材料的重心性能聚焦于超高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性。其長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)1700~1800℃,短期可耐受2000℃以上的瞬時(shí)高溫,在1800℃下連續(xù)運(yùn)行1000小時(shí)后,結(jié)構(gòu)完整性仍能保持90%以上,遠(yuǎn)優(yōu)于低純度氧化鋁材料。導(dǎo)熱系數(shù)在常溫下約為0.2~0.3W/(m?K),高溫下(1000℃)升至0.4~0.5W/(m?K),雖略高于莫來(lái)石泡沫陶瓷,但在超高溫區(qū)間的隔熱穩(wěn)定性更優(yōu)。機(jī)械性能方面,常溫抗壓強(qiáng)度為3~6MPa,高溫下(1600℃)強(qiáng)度保留率達(dá)70%以上,足以滿(mǎn)足爐膛內(nèi)襯的結(jié)構(gòu)支撐需求,且化學(xué)穩(wěn)定性極強(qiáng),耐熔融金屬(如鋁、銅、鎳)、酸性氣體侵蝕,在含氟或強(qiáng)堿氣氛中會(huì)緩慢劣化。經(jīng)1600~1800℃燒結(jié)的泡沫陶瓷爐膛材料,結(jié)構(gòu)充分致密化,性能穩(wěn)定。蕪湖滑板泡沫陶瓷爐膛材料廠家
航空航天材料的超高溫制備設(shè)備離不開(kāi)多孔泡沫陶瓷爐膛材料的支撐。在碳/碳復(fù)合材料的致密化爐中,氧化鋯基泡沫陶瓷內(nèi)襯可耐受1800~2000℃的高溫,且化學(xué)穩(wěn)定性?xún)?yōu)異,不會(huì)與碳材料發(fā)生反應(yīng),確保復(fù)合材料的純度。航天發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的熱處理爐采用高鋁基泡沫陶瓷,通過(guò)精細(xì)控制爐內(nèi)溫度梯度(溫差≤5℃),保證葉片合金的均勻相變,提升力學(xué)性能。在衛(wèi)星用隔熱材料的燒結(jié)爐中,材料的低導(dǎo)熱特性(≤0.3W/(m?K))可減少爐內(nèi)熱量流失,維持穩(wěn)定的高真空高溫環(huán)境,滿(mǎn)足特種材料的制備需求。濟(jì)南滑板泡沫陶瓷爐膛材料定制抗熱沖擊的泡沫陶瓷爐膛材料,適合間歇式運(yùn)行的箱式爐、臺(tái)車(chē)爐。
純氧化鋁泡沫陶瓷爐膛材料的制造需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的高純度原料處理與精密工藝控制。原料選用純度≥99.9%的氧化鋁粉體(粒徑多為1~3μm),避免雜質(zhì)對(duì)高溫性能的影響;通過(guò)有機(jī)泡沫浸漬法成型,將聚氨酯泡沫骨架浸入高純度氧化鋁漿料,經(jīng)真空吸附確保漿料均勻覆蓋骨架孔隙壁,干燥后去除有機(jī)成分,再在1700~1800℃高溫下燒結(jié),使氧化鋁顆粒通過(guò)固相擴(kuò)散緊密結(jié)合形成陶瓷網(wǎng)絡(luò)。由于不含燒結(jié)助劑,需通過(guò)精確控制燒結(jié)溫度與保溫時(shí)間(通常保溫4~6小時(shí))確保骨架致密度,同時(shí)避免過(guò)度燒結(jié)導(dǎo)致孔隙堵塞,成型過(guò)程對(duì)設(shè)備清潔度要求極高,防止外界雜質(zhì)混入。
泡沫陶瓷爐膛材料的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)使用效果影響明顯,開(kāi)孔率與孔徑分布是重心指標(biāo)。開(kāi)孔率60%~70%的材料兼顧隔熱性與透氣性,適合需要爐內(nèi)氣氛循環(huán)的燒結(jié)爐;開(kāi)孔率低于50%時(shí),隔熱性提升但氣體流通性下降,更適用于靜態(tài)加熱爐??讖皆?.5~2mm的材料抗氣流沖刷能力較強(qiáng),可用于鼓風(fēng)式爐膛;而孔徑大于3mm的材料易因顆粒沉積堵塞孔隙,適合潔凈環(huán)境中的爐膛。此外,孔隙連通性需達(dá)到85%以上,否則會(huì)形成熱阻死角,影響整體隔熱效率,這一參數(shù)可通過(guò)壓汞法或CT掃描進(jìn)行精確測(cè)定。玻璃退火爐用泡沫陶瓷爐膛材料,能緩慢釋熱,減少玻璃應(yīng)力提升質(zhì)量。
成本與性能的平衡是ITO靶材泡沫陶瓷爐膛材料的應(yīng)用考量重點(diǎn)。99%氧化鋁泡沫陶瓷的成本約為普通95%氧化鋁材料的1.5~2倍,但因能提升ITO靶材的成品率(從70%提升至90%以上),綜合效益更優(yōu)。采用梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(表層99%氧化鋁、內(nèi)層95%氧化鋁)的泡沫陶瓷,可在保證表面純度的同時(shí)降低成本約15%,已在部分生產(chǎn)線(xiàn)得到應(yīng)用。隨著ITO靶材向大尺寸(≥1200mm)發(fā)展,泡沫陶瓷的大型化成型技術(shù)(如等靜壓成型)逐步成熟,可生產(chǎn)一體成型的大型爐膛內(nèi)襯,減少接縫帶來(lái)的熱場(chǎng)波動(dòng),進(jìn)一步適配不錯(cuò)靶材的生產(chǎn)需求。泡沫陶瓷爐膛材料不與熔融金屬反應(yīng),是貴金屬熔煉爐的理想選擇。蕪湖滑板泡沫陶瓷爐膛材料廠家
還原氣氛下,泡沫陶瓷爐膛材料性能穩(wěn)定,在氮化爐中無(wú)明顯腐蝕。蕪湖滑板泡沫陶瓷爐膛材料廠家
與普通泡沫陶瓷相比,微孔泡沫陶瓷爐膛材料在性能與應(yīng)用上存在明顯差異。在隔熱效率方面,微孔材料因孔徑更小,空氣對(duì)流散熱被進(jìn)一步抑制,相同厚度下的隔熱效果比普通泡沫陶瓷提升15%~20%,可減少爐膛壁厚20%~30%??刮廴灸芰ι?,微孔結(jié)構(gòu)能有效阻擋粉塵顆粒(≥1μm)的滲透,使材料表面清潔度維持時(shí)間延長(zhǎng)2~3倍,尤其適合潔凈爐膛。但微孔材料的透氣性較低,在需要強(qiáng)氣氛循環(huán)的爐膛(如氧化/還原爐)中應(yīng)用受限,需配合特用氣流通道設(shè)計(jì)。此外,其制造成本是普通泡沫陶瓷的1.5~2倍,主要源于精細(xì)造孔工藝和原料提純的較高要求,因此更適合不錯(cuò)精密制造場(chǎng)景。蕪湖滑板泡沫陶瓷爐膛材料廠家