陶瓷纤维、高硅氧纤维、碳纤维和工业硅等无机材料在生产工艺过程中均用到高温设备。这些高温工艺设备都需要精确控制温度、气氛以及压力等参数,以确保最终产品的质量和性能。其通常配有复杂的控制系统,且必须采用耐火材料建造,以承受极端的工作条件。比如:
电熔炉或气熔炉:用于熔融制备陶瓷纤维的原料,如氧化铝、氧化锆等,在超过2000℃的条件下形成熔融液滴。
喷吹/离心甩丝设备:高温熔体经过高速气流喷吹或离心力作用分散为极细纤维,随后迅速冷却定型。
高温电熔炉:由于高硅氧纤维主要成分是高纯度二氧化硅,需要在超高温环境下熔炼。
拉丝设备:熔融的二氧化硅通过特殊的耐高温拉丝装置,在特定的高温及保护气氛中被拉伸成纤维。
碳化炉:使用聚丙烯腈(PAN)、沥青或粘胶等前驱体,经过预氧化处理后,在惰性气体环境中进行高温碳化,温度范围通常在1000-2000℃之间。
石墨化炉:2000-3000℃下石墨化处理碳纤维,使其具备更高强度和导热性能。
电弧炉或矿热炉:主要用于冶炼硅石(石英砂),通过在还原气氛中利用焦炭或其他还原剂在约1800-2200℃的高温下还原二氧化硅得到工业硅。
微纳和纳奇耐火隔热材料分别在高温区和中低温区具有超低导热系数,其卓越的绝热性带来多方面的优势:
节能与效率提升:高性能的微纳绝热材料和纳奇保温材料因其极低的导热系数和高效的保温性能,能够极大地减少高温设备对外部环境的热量损失。这意味着用于维持设备工作温度所需的能源消耗会显著降低,从而提高整个工艺过程的能效。
安全与稳定性增强:可以有效防止高温区域热量向低温区域不均匀扩散,避免局部过热或者冷却过快导致的设备结构应力变化和热震损伤。这有助于提高设备运行的安全性和稳定性,延长其使用寿命。
设备体积与重量减小:微纳绝热材料和纳奇保温材料的密度设计低,同等隔热效果下所需材料更少,可以减轻设备的总体重量,同时缩小隔热层厚度,使得高温设备更加紧凑轻便。
精确温控与品质优化:在半导体、光纤等精密材料制备中,温度控制极为关键。高性能的微纳绝热材料和纳奇保温材料有助于实现更精准的温度管理,确保反应或结晶过程在理想温度范围内进行,从而改善最终产品的纯度、一致性及性能表现。
环保与工人健康保护:微纳绝热材料和纳奇保温材料可更为显著地减少高温设备的表面温度,降低操作人员的工作环境温度,改善劳动作业条件,并且由于它们往往具有良好的化学稳定性和较低的有害物质排放,符合现代工厂绿色制造和可持续发展的要求。