على مدى العامين الماضيين، ونتيجة للتطور التكنولوجي لمواد الحماية من الانفلات الحراري للبطاريات الجديدة، طالب العملاء بشكل متزايد بأداء عزل حراري معزز إلى جانب مقاومة التآكل الشبيهة بالسيراميك - وهي خاصية أساسية لمقاومة تأثير اللهب.
على سبيل المثال، تتطلب بعض التطبيقات درجات حرارة إزالة اللهب الأمامي تبلغ 1200 درجة مئوية مع الحفاظ على درجات حرارة الجانب الخلفي أقل من 300 درجة مئوية. في مواد الفضاء، يتطلب إزالة اللهب الأمامي بالأسيتيلين عند 3000 درجة مئوية درجات حرارة الجانب الخلفي أقل من 150 درجة مئوية. ويمثل الطلب المتزايد على أداء الضغط في رغوة السيليكون الخزفية تحديًا خاصًا، إذ يتطلب ضغطًا منخفضًا واحتفاظًا ممتازًا بالعزل الحراري عند درجات الحرارة العالية. وتمثل هذه المواد مجتمعةً متطلبات عزل حراري جديدة لتكنولوجيا الخزفية.
متطلبات الأداء المحددة (للمرجع فقط):
سخّن العينة على منصة تسخين كما هو موضح أدناه. حافظ على السطح الساخن عند درجة حرارة 600 ± 25 درجة مئوية لمدة 10 دقائق. فعّل ضغطًا مقداره 0.8 ± 0.05 ميجا باسكال عند درجة حرارة الاختبار، مع التأكد من أن درجة حرارة السطح الخلفي أقل من 200 درجة مئوية.
واليوم نلخص هذه النقاط للرجوع إليها.
1. سيليكات الكالسيوم الاصطناعية - حشو أبيض للعزل الحراري
يتوفر سيليكات الكالسيوم الاصطناعي في شكلين: هياكل مسامية/كروية وهياكل ليفية شبيهة بألياف السيراميك. ورغم اختلافات التركيب والشكل، يُعدّ كلاهما حشوات عازلة حرارية بيضاء ممتازة ومقاومة لدرجات الحرارة العالية.
ألياف سيليكات الكالسيوم الاصطناعية صديقة للبيئة ومادة عزل حراري آمنةبمقاومتها لدرجات الحرارة العالية حتى 1200-1260 درجة مئوية. مسحوق ألياف سيليكات الكالسيوم الاصطناعية المُعالَج خصيصًا يُستخدم كمادة مُقوّاة بالألياف لعزل درجات الحرارة العالية.
تتميز سيليكات الكالسيوم الاصطناعية المسامية أو الكروية ببياضها العالي، وسهولة دمجها، وبنيتها النانوية الغنية، وقيم امتصاص الزيت العالية جدًا (تصل إلى 400 أو أعلى)، وخلوها من كرات الخبث أو الجسيمات الكبيرة. وقد أثبتت تطبيقاتها في العزل المقاوم للحرارة العالية والألواح المقاومة للحريق، مما يُثبت جدوى دمجها في المواد الخزفية المقاومة للتآكل لتوفير عزل حراري عالي.
وتشمل التطبيقات الأخرى: إضافات السوائل المسحوقة، وطلاءات المسحوق العازلة ذات درجات الحرارة العالية، وحاملات المواد الماصة للعطور، وعوامل منع التنقيط، ومواد احتكاك وسادات الفرامل، والمطاط السيليكوني منخفض الضغط وزيت السيليكون المتحلل ذاتيًا، وحشوات الورق، وما إلى ذلك.
2. سيليكات المغنيسيوم والألومنيوم المسامية الطبقية– العزل الحراري ومقاومة درجات الحرارة العالية
يتطلب هذا المعدن السيليكاتي تكليسًا عالي الحرارة، مع قدرة تحمل حراري تصل إلى 1200 درجة مئوية. يتكون أساسًا من سيليكات المغنيسيوم والألومنيوم، ويتميز ببنية مسامية غنية الطبقات، مما يوفر قوة ربط عالية، ومقاومة ممتازة للماء، ومدة تحمل حراري طويلة، وفعالية عالية من حيث التكلفة.
تشمل وظائفها الرئيسية عزل درجات الحرارة العالية، وخفض الكثافة، وتعزيز المقاومة للحرارة، وتحسين مقاومة التآكل والعزل الحراري لطبقات الكربون وأغلفته. تشمل تطبيقاتها مواد العزل الخزفية، والطلاءات المقاومة للحريق عالية الجودة، ومواد العزل المقاومة للحرارة، ومواد العزل الحراري المقاومة للتآكل.
3. الكرات الدقيقة الخزفية - مقاومة درجات الحرارة العالية، والعزل الحراري، وقوة الضغط
لا شك أن الكرات الزجاجية المجوفة مواد عزل حراري ممتازة، إلا أن مقاومتها للحرارة غير كافية. تتراوح درجات تليينها عادةً بين 650 و800 درجة مئوية، مع درجات انصهار تتراوح بين 1200 و1300 درجة مئوية. هذا يحد من استخدامها في حالات العزل الحراري منخفضة الحرارة. في ظل ظروف درجات الحرارة العالية، مثل التسيراميك ومقاومة التآكل، تصبح غير فعالة.
تُحلّ كرياتنا المجهرية الخزفية المجوفة هذه المشكلة. تتكون هذه الكرات أساسًا من سيليكات الألومنيوم، وتتميز بمقاومة عالية لدرجات الحرارة العالية، وعزل حراري ممتاز، ومقاومة عالية للكسر. تشمل تطبيقاتها إضافات سيراميك السيليكون، ومواد العزل المقاومة للحرارة، وإضافات الراتنجات العضوية المقاومة للحرارة العالية، وإضافات المطاط المقاومة للحرارة العالية. تشمل القطاعات الرئيسية: الفضاء، واستكشاف أعماق البحار، والمواد المركبة، والطلاءات، والعزل المقاوم للحرارة، وصناعة البترول، ومواد العزل.
هذا مسحوق دقيق كروي مجوف أكثر مقاومة للحرارة، وسهل التركيب للغاية (على عكس الكرات الدقيقة الزجاجية المجوفة التي تتطلب تشتيتًا مسبقًا أو تعديلًا لإضافة مناسبة)، ويتميز بمقاومة ممتازة للتشقق. ميزته المميزة هي أنه مادة مفتوحة السطح لا تطفو على الماء، مما يجعله سهل التكاثف والترسيب نسبيًا.
بالإضافة إلى ذلك، ذكر موجز لـمسحوق الهلام الهوائيمادة عزل اصطناعية مسامية من السيليكا. يُعرف الهلام الهوائي على نطاق واسع بأنه عازل حراري ممتاز، ويتوفر بأنواع كارهة للماء ومحبة للماء. يتيح ذلك اختيار طرق المعالجة المناسبة بناءً على ركائز الراتنج، مما يُعالج تحديات مسحوق الهلام الهوائي المتمثلة في خفة وزنه الفائقة، ويُحسّن قابليته للتشتت. كما تتوفر معاجين الهلام الهوائي المائية لسهولة دمجها في الأنظمة المائية.
تسمح خصائص العزل الحراري المسامية الفريدة لمسحوق الهلام الهوائي بتطبيقه في: - حاملات الإضافات المطاطية والبلاستيكية - مواد العزل الحراري للبطاريات الجديدة للطاقة - طلاءات عزل المباني - ألياف النسيج العازلة للحرارة - ألواح عزل المباني - طلاءات العزل الحراري المقاومة للحريق - مواد لاصقة للعزل الحراري.
وقت النشر: ٢٢ سبتمبر ٢٠٢٥
