APLICACIONES: SELECCIÓN DE MATERIALES.

APLICACIONES: SELECCIÓN DE MATERIALES

El objetivo de este capítulo final es proporcionar una revisión práctica de la técnica anterior 17 capítulos mediante la selección de materiales cerámicos para una variedad de aplicaciones. Las aplicaciones son las mismas que aparecen en el ejercicio en la introducción a este libro. Sólo por diversión, hacer de nuevo que el ejercicio y comparar sus respuestas con las que usted tiene antes de leer el libro. A continuación, lea las siguientes secciones más detalladas sobre cada aplicación.

BOQUILLA 18,1 SANDBLAST

Chorro de arena se utiliza ampliamente en la industria para la limpieza de superficies metálicas antes del acabado, para retirar los moldes de cerámica de la fundición de metales, para la limpieza de piezas de cerámica después de la sinterización, para la aplicación de inscripciones de los monumentos, y para muchas otras aplicaciones. Las partículas de SiO2, Al2O3, o otros abrasivos son llevadas por la temperatura ambiente de aire a alta presión a través de una boquilla. Los requisitos principales de la boquilla son alta resistencia al desgaste y relativamente bajo costo.

Boquillas de chorro de arena han sido hechas de una variedad de materiales a base de cerámica. Boquillas cermet WC cobalto unido se fabrican ya sea por un sinterizado o una técnica de fundición a alta temperatura. Este material es muy resistente y duro y tiene una excelente resistencia al desgaste. Su principal desventaja es el costo. Sinterizado AL20, boquillas costar menos, pero tienen una vida más corta y por lo tanto dar lugar a más mano de obra, ya que deben ser reemplazados con mayor frecuencia. Prensado en caliente antes de Cristo tiene un mayor costo de fabricación, sino una vida mucho más larga que sea la AL20, o WC-cobalto en condiciones de servidumbre debido a su extrema dureza. Por lo tanto, la mejor respuesta a la pregunta de qué material cerámico sería óptima para una boquilla de chorro de arena se Al2O3 o B4C (la mayoría de la gente no piensa de WC en régimen de servidumbre-Co como una cerámica y la propiedad especial que hace que cualquiera de estos materiales un buen elección sería una gran dureza. Estos materiales se convertirían entonces en los principales candidatos al ingeniero para una aplicación de la boquilla de chorro de arena. la selección final tendría que recibir más información, tales como el costo inicial y la vida en la aplicación específica. Otro factor importante evaluación podría ser la contaminación.

18.2 HORNO DE AISLAMIENTO revestimiento refractario

Los revestimientos de hornos de alta temperatura se conocen como materiales refractarios. Una amplia variedad de materiales refractarios están disponibles, y la selección para una aplicación específica depende de la temperatura, medio ambiente, ciclo térmico, el costo y otros factores. Tal vez la mejor manera de seleccionar un sistema refractario para una aplicación es el primero en definir las condiciones operativas y luego mida varios fabricantes de refractarios. Tienen mucha experiencia, incluyendo muchas historias de casos, y por lo general pueden diseñar el sistema más rentable y eficaz de la energía.

Proporcionar protección térmica para un horno de alta temperatura, cámara de combustión, o un incinerador implica generalmente varias capas de refractario. El revestimiento interior está expuesta a la temperatura más alta y está en contacto directo con el contenido del horno, que pueden consistir en metal fundido, escoria, gases corrosivos o de alta velocidad, y las partículas fluidizadas. Por lo tanto, este revestimiento interno debe ser químicamente resistente y resistente a la erosión y por tanto es relativamente alta densidad. El horno básico de oxígeno en el capítulo 8 proporciona un buen ejemplo de las severas condiciones a las que un forro interior puede estar expuesta y la naturaleza del material refractario. Otros ejemplos serían los refractarios de vidrio-fusión-tanque, materiales refractarios de gasificación de carbón, y refractarios MHD.

El revestimiento interior está seleccionado para la corrosión y resistencia a la erosión, pero debido a la densidad aparente relativamente alta, no proporcionan el aislamiento térmico adecuado. Por lo tanto, la mayoría de los hornos tienen una capa exterior de material refractario aislante. Se protegido del entorno del horno por el revestimiento interior y por lo tanto no tiene que ser resistente a la erosión o químicamente resistente. Por lo general, el horno está diseñado de manera que esta capa aislante no tiene que llevar a altas cargas estructurales, por lo que el material no tiene que ser fuerte.

Ahora podemos responder a la pregunta: ¿Qué cerámica material o materiales sería óptima como un refractario aislante para un revestimiento del horno, y en el capítulo 18, que son las propiedades más crítico? En primer lugar, las propiedades críticas son baja conductividad térmica y alto punto de fusión o temperatura de descomposición.

Estas propiedades se pueden lograr con agregados porosos o ladrillos compuestos de óxidos, silicatos, o combinaciones de óxidos y silicatos. Aislamiento también se puede lograr con fibras cerámicas, que están disponibles en forma de agregados, mantas, y tableros de fibras. Las fibras son especialmente buenos para el revestimiento de los pequeños hornos de laboratorio donde se desea un rápido calentamiento y enfriamiento. Espacio de aire Mucho está presente entre las fibras, de manera que el revestimiento tiene muy baja conductividad térmica, lo que mantiene el calor en el horno, pero también baja masa térmica, de modo que no almacena el calor como un sumidero de calor. Un pequeño horno de fibra forrado se puede tomar hasta 1500 ° C en menos de 15 min y se enfrió en aproximadamente 1 hr. Hornos de ladrillo forrado requieren mucho más tiempo de calentamiento y tiempo de enfriamiento. También consumen más energía.

18.3 JUNTAS

Sellos de cerámica están siendo fabricados por los millones en una variedad de tamaños, tipos y formas, sin embargo, la mayoría de las personas (incluso los ingenieros) tendría dificultad para nombrar un ejemplo específico. Las propiedades de la cerámica que los hacen adecuados para los sellos son dureza (que resulta en la estabilidad dimensional y resistencia a la abrasión), de baja fricción cuando mecaniza a un acabado fino de la superficie, de alta resistencia a la corrosión, y una mayor capacidad de temperatura de materiales como el caucho, nylon, y Teflon.

El grafito de carbono es uno de los mejores materiales de sellado. Se puede ejecutar en los sellos de cara contra sí mismo, metales, cerámica o sin gripado o agarrotamiento. Es dimensionalmente estable durante un amplio intervalo de temperatura y tiene una excelente resistencia a la corrosión. Tiene una alta conductividad térmica y ayuda a disipar el calor generado en la cara de frotación de la junta. Su baja expansión térmica, junto con su alta conductividad térmica, proporcionan una excelente resistencia al choque térmico.

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