مواد نسوز در بسیاری از صنایع ، مانند متالورژی ، شیشه و سرامیک ، جایی که در معرض دمای بسیار بالا قرار دارند ، ضروری است. بهبود عملکرد درجه حرارت بالا این مواد برای افزایش کارآیی و ماندگاری فرآیندهای صنعتی بسیار مهم است. من به عنوان تأمین کننده اتیل سیلیکات 40 ، دست اول شاهد بوده ام که چگونه این ماده شیمیایی قابل توجه می تواند نقش مهمی در بالا بردن قابلیت های درجه حرارت بالا از مواد نسوز داشته باشد. در این وبلاگ ، من به علم در مورد چگونگی کمک به اتیل سیلیکات 40 در بهبود عملکرد درجه حرارت بالا مواد نسوز کمک می کنم.
درک اتیل سیلیکات 40
اتیل سیلیکات 40 تا حدی هیدرولیز و متراکم اتیل سیلیکات است. این ماده سیلیس تقریبی 40 ٪ دارد که به آن خصوصیات شیمیایی و فیزیکی منحصر به فرد می دهد. از نظر شیمیایی ، می توان آن را به عنوان مخلوطی از الیگومرها با فرمول کلی Si (OC₂H₅) ₄₋ₙ (OH) ₙ ، که در آن N تعداد کمی است ، نشان داد. این ساختار به آن اجازه می دهد تا پیوندهای شیمیایی قوی با سایر مواد ایجاد کند و به عنوان یک اتصال دهنده در کاربردهای نسوز عمل کند.
در مقایسه با سایر ترکیبات سیلیکات ماننداتیل سیلیکات 28، اتیل سیلیکات 40 دارای سیلیس بالاتری است. این محتوای سیلیس بالاتر به این معنی است که می تواند در هنگام استفاده از مواد نسوز ، یک شبکه سیلیس گسترده تر را تشکیل دهد ، که برای عملکرد درجه حرارت بالا مفید است.
مکانیسم های بهبود عملکرد درجه حرارت بالا
تشکیل شبکه سیلیس
یکی از راه های اصلی اتیل سیلیکات 40 باعث بهبود عملکرد درجه حرارت بالا مواد نسوز می شود ، از طریق تشکیل یک شبکه سیلیس است. هنگامی که اتیل سیلیکات 40 به مخلوط نسوز اضافه شده و گرم می شود ، تحت یک سری واکنشهای شیمیایی قرار می گیرد. در ابتدا ، گروه های اتوکسی (-oc₂h₅) در اتیل سیلیکات 40 با یک واکنش هیدرولیز با آب (یا در مخلوط یا از جو) واکنش نشان می دهند. این واکنش گروه های سیلانول (-SI - OH) را تولید می کند.
[si (oc_ {2} h_ {5}){4}+ 4H{2} O \ Rightarrow Si (OH){4}+ 4C{2} H_ {5} OH]
پس از آن ، گروه های سیلانول در یک واکنش تراکم با یکدیگر واکنش نشان می دهند ، پیوندهای سیلوکسان (-SI - O - Si -) را تشکیل می دهند و مولکول های آب را آزاد می کنند.
[2Si (OH){4} \ Rightarrow Si{2} o (اوه){6}+H{2} o]
با ادامه روند گرمایش ، این واکنش ها بیشتر پیشرفت می کنند و منجر به تشکیل یک شبکه سیلیس سه بعدی در مواد نسوز می شوند. این شبکه سیلیس به عنوان یک تقویت کننده عمل می کند و یکپارچگی ساختاری را برای مواد نسوز در دماهای بالا فراهم می کند. این امر می تواند از ترک خوردگی مواد و خرد شدن مواد در زیر استرس حرارتی جلوگیری کند ، که این یک مشکل شایع در محیط های درجه حرارت بالا است.
تقویت پخت
پخت و پز فرایندی است که ذرات موجود در یک ماده نسوز در دماهای بالا به هم پیوند می خورند تا یک توده متراکم و منسجم تشکیل دهند. اتیل سیلیکات 40 می تواند روند پخت مواد نسوز را تقویت کند. شبکه سیلیس که توسط اتیل سیلیکات 40 تشکیل شده است به کاهش تخلخل مواد نسوز در هنگام پخت کمک می کند. با پر کردن شکاف بین ذرات نسوز ، ارتباط بهتری بین ذرات را تقویت می کند و انتشار اتمها را در دماهای بالا تسهیل می کند.
این افزایش پخت و پز منجر به ساختار فشرده تر و متراکم تر می شود. یک ساختار متراکم از مقاومت در برابر حرارت بهتر برخوردار است ، زیرا می تواند بدون تغییر شکل قابل توجهی در برابر دمای بالاتر مقاومت کند. همچنین باعث کاهش نفوذپذیری مواد نسوز به گازها و فلزات مذاب می شود که در برنامه های کاربردی مانند پوشش های کوره مهم است.
مقاومت شیمیایی
در فرآیندهای صنعتی با درجه حرارت بالا ، مواد نسوز اغلب در معرض مواد خورنده مانند فلزات مذاب ، سرباره ها و گازهای اسیدی یا اساسی قرار می گیرند. اتیل سیلیکات 40 می تواند مقاومت شیمیایی مواد نسوز را در دماهای بالا بهبود بخشد. شبکه سیلیس که توسط اتیل سیلیکات 40 تشکیل شده است از نظر شیمیایی بسیاری از مواد خورنده بی اثر است. این به عنوان یک مانع محافظ عمل می کند و مانع از نفوذ عوامل خورنده به مواد نسوز و ایجاد آسیب می شود.
به عنوان مثال ، در یک کوره در حال ساخت فولاد ، آستر نسوز در تماس با فولاد مذاب و سرباره است. شبکه سیلیس ارائه شده توسط اتیل سیلیکات 40 می تواند در برابر حمله اجزای سرباره مانند اکسید کلسیم و اکسید آهن مقاومت کند و از مواد نسوز اساسی در برابر فرسایش شیمیایی محافظت کند.
مطالعات موردی
صنعت متالورژی
در صنعت متالورژی ، از کوره ها برای ذوب و اصلاح فلزات در دماهای بسیار بالا استفاده می شود. مواد نسوز مورد استفاده در روکش های کوره نیاز به عملکرد عالی درجه حرارت بالا دارند. یک شرکت ساخت و ساز با فولاد با وخامت سریع پوشش کوره خود با مشکل روبرو شد. آستر به دلیل دمای زیاد و ماهیت خورنده فولاد و سرباره مذاب در حال ترک خوردگی و فرسایش بود.
پس از ترکیب اتیل سیلیکات 40 در مخلوط نسوز برای پوشش کوره ، پیشرفت های قابل توجهی مشاهده شد. شبکه سیلیس که توسط اتیل سیلیکات 40 تشکیل شده است ، یکپارچگی ساختاری آستر را تقویت می کند. روکش در برابر شوک حرارتی و حمله شیمیایی مقاوم تر شد. در نتیجه ، عمر خدمات پوشش کوره تا 30 ٪ افزایش یافته است ، و باعث کاهش فراوانی تعویض های آستر و صرفه جویی در شرکت مبلغ قابل توجهی در هزینه های نگهداری و جایگزینی می شود.
صنعت شیشه
در صنعت شیشه ای ، کوره های ذوب برای مدت طولانی در دماهای بالا کار می کنند. مواد نسوز مورد استفاده در این کوره ها نیاز به مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت شیمیایی دارند. یک کارخانه تولید شیشه ای در مورد سایش و پارگی تاج کوره آن مشکل داشت. این تاج از آجرهای نسوز ساخته شده بود که به دلیل محیط دمای زیاد و وجود شیشه های تشکیل دهنده مواد شیمیایی ، شکل و استحکام خود را از دست می دادند.
با استفاده از اتیل سیلیکات 40 به عنوان چسب در آجرهای نسوز ، عملکرد درجه حرارت بالا آجرها به طور قابل توجهی بهبود یافته است. شبکه سیلیس که توسط اتیل سیلیکات 40 تشکیل شده است ، پشتیبانی بهتری از آجرها فراهم می کند و از تغییر شکل آنها در زیر وزن و درجه حرارت بالا جلوگیری می کند. علاوه بر این ، مقاومت شیمیایی آجرها افزایش یافته و باعث کاهش خوردگی ناشی از شیشه می شود - مواد شیمیایی تشکیل می دهد. این منجر به یک فرایند ذوب شیشه ای پایدار و کارآمدتر شد.
مقایسه با سایر مواد افزودنی
مواد افزودنی دیگری نیز در بازار وجود دارد که برای بهبود عملکرد درجه حرارت بالا مواد نسوز استفاده می شود. به عنوان مثال ،هگزامتیلدیزیلوکسانوت3 - گلیسیدوکسی پروپیلتریمیتوکسیسیلانهمچنین در برخی از برنامه های نسوز استفاده می شود.
Hexamethyldisiloxane یک ترکیب فرار است که در بعضی موارد می تواند به عنوان اصلاح کننده سطح مورد استفاده قرار گیرد. با این حال ، این ماده در مقایسه با اتیل سیلیکات 40 از میزان سیلیس نسبتاً کم برخوردار است. این بدان معنی است که نمی تواند به عنوان یک شبکه سیلیس گسترده به عنوان اتیل سیلیکات 40 شکل بگیرد و توانایی آن در تقویت یکپارچگی ساختاری دمای بالا از مواد نسوز محدود است.
3 - گلیسیدوکسی پروپیل تری مترییمتوکسیسیلان اغلب به عنوان یک ماده اتصال برای بهبود چسبندگی بین مراحل مختلف در یک ماده نسوز استفاده می شود. در حالی که می تواند خواص مکانیکی مواد را تا حدی بهبود بخشد ، اما به تشکیل شبکه سیلیس مقاوم در برابر درجه حرارت بالا مانند اتیل سیلیکات 40 کمک نمی کند.
اتیل سیلیکات 40 ، با محتوای بالای سیلیس و توانایی تشکیل یک شبکه سیلیس سه بعدی ، یک راه حل جامع تر برای بهبود عملکرد درجه حرارت بالا از مواد نسوز ارائه می دهد.
پایان
اتیل سیلیکات 40 یک افزودنی ارزشمند برای بهبود عملکرد دمای بالای مواد نسوز است. از طریق شکل گیری یک شبکه سیلیس ، تقویت پخت و پز و بهبود مقاومت شیمیایی ، می تواند یکپارچگی ساختاری ، مقاومت در برابر گرما و پایداری شیمیایی مواد نسوز را در محیط های درجه حرارت بالا تقویت کند.
من به عنوان تأمین کننده اتیل سیلیکات 40 ، متعهد هستم که محصولات با کیفیت بالا را به صنایعی ارائه دهم که به مواد نسوز متکی هستند. اگر به دنبال بهبود عملکرد درجه حرارت بالا از مواد نسوز خود هستید ، من از شما دعوت می کنم تا برای کسب اطلاعات بیشتر با من تماس بگیرید و در مورد نیازهای خاص خود صحبت کنید. ما می توانیم با هم کار کنیم تا بهترین راه حل برای برنامه های شما را پیدا کنیم.
منابع
- ژانگ ، X. ، و لی ، Y. (2018). تأثیر اتیل سیلیکات بر خواص مواد نسوز. مجله مواد نسوز ، 25 (3) ، 123 - 132.
- Wang ، H. ، & Chen ، Z. (2019). بهبود عملکرد درجه حرارت بالا از مواد نسوز توسط مواد افزودنی. مواد و فرآیندهای دما بالا ، 38 (2) ، 89 - 96.
- لیو ، جی. ، و هوانگ ، س. (2020). واکنشهای شیمیایی و مکانیسم های اتیل سیلیکات در کاربردهای نسوز. مجله بین المللی فلزات نسوز و مواد سخت ، 88 ، 105372.