توده عایق الیاف سرامیکی از ذوب کلینکر خاک رس با خلوص بالا، پودر آلومینا، پودر سیلیس، ماسه کروم و سایر مواد خام در دمای بالا در یک کوره الکتریکی صنعتی برای تشکیل سیال تولید می شود. سپس، سیال توسط هوای فشرده دمیده میشود یا با سانتریفیوژ چرخانده میشود و به شکل فیبر میگردد. و فیبر از طریق یک جمع کننده الیاف جمع آوری می شود تا حجم عایق الیاف سرامیکی را تشکیل دهد. قسمت عمده الیاف را می توان بیشتر به پتوهای الیافی، تخته، کاغذ، پارچه، طناب و سایر محصولات پردازش کرد. فیبر سرامیکی نوعی ماده عایق حرارتی با راندمان بالا است که دارای ویژگی های وزن سبک، استحکام بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون، هدایت حرارتی کم، انعطاف پذیری خوب، مقاومت در برابر خوردگی، ظرفیت حرارتی کوچک و عایق صدا و غیره است.
اما پشم سنگ یک الیاف معدنی است که از سنگ های طبیعی مانند بازالت، گابرو، دولومیت، سنگ آهن، بوکسیت و غیره ساخته می شود که در دمای بالا ذوب شده و فیبریل می شوند. این الیاف را می توان به محصولات مختلفی مانند پشم سنگ تخته ای، پشم سنگ لوله ای، نمد، تسمه و … تبدیل کرد و می توان از آن برای عایق کاری، پیشگیری از حریق، جذب صدا و مقاومت در برابر زلزله تجهیزات ساختمانی و صنعتی، خطوط لوله و کوره استفاده کرد.
فله عایق الیاف سرامیک را می توان در عایق دمای پایین 200 درجه یا عایق دمای متوسط 500 درجه استفاده کرد، و پشم سنگ معمولاً برای عایق کاری حدود 500 درجه استفاده می شود که بیشتر برای عایق کاری لوله های حرارتی استفاده می شود.
هر دو عایق الیاف سرامیکی و پشم سنگ دارای مقاومت دمایی بالایی هستند و می توانند به عنوان ماده عایق نسوز در کوره های تک کریستال، ریخته گری متالورژیکی، ترک خوردگی نفت و فناوری فضایی استفاده شوند. آنها را می توان به عنوان مواد جاذب صدا و مواد عایق حرارت برای ساختمان ها و تجهیزات استفاده کرد.
تعریف پشم سرامیک و انواع آن
پشم سرامیک (عایق سرامیکی) از بهترین و مقاومترین نوع عایقهای نسوز به شمار میآید که از اکسید آلومینیوم و سیلیس تشکیل میشوند.
عایق سرامیکی یکی از گونههای متفاوت پشم معدنی تصنعی و مصنوعی دارای تحمل حرارتی بسیار بالا 1400 درجه سانتیگراد میباشد و در شکلهای مختلفی از جمله فلهای، الیاف بافته شده، رولی و پتویی تولید شده است. پشم سرامیک، به اسم kaowool هم شناخته میشود. اولین مدل فیبر سیلیکات آلومینیوم که در دهه سال ۱۹۵۰ گسترش یافت، تحت عنوان پشم سرامیکی نسوز نامگذاری شد.
با دقت به مخارج ایجاد و دسترسی محدود به پشم معدنی، تولید پشم سرامیک نسبتا تنها در کاربردهای صنعتی و فرایندهای صنعتی با رتبه حرارت بالا گزینه به کارگیری قرار میگیرند. پشم سرامیکی نسوز شامل الیاف سرامیکی و محصولات آن هستند که از ترکیبات معدنی نظیر آلومینا و سیلیکا ساخته میشوند. خصوصیات سرامیکهای نسوز را میتوان به: هدایت حرارتی بسیارکم، قابلیت تحمل شوک حرارتی، مقاومت بالا در برابر سایش و مقاومت شیمیایی خوب در برابر بسیاری از مواد اشاره کرد.
گاهی برای افزایش استحکام، منسوجات سرامیکی با فیلامنتهای شیشهای یا فلزی تقویت میشوند. همچنین در برخی از پارچههای سرامیکی، روکشی از آلومینیوم برای افزایش انعکاس حرارتی در یک طرف آنها پوشش داده میشود. محصولات سرامیکی به شکلهای مختلفی همچون نخ، پنبه، طناب، نوار، پارچه، کاغذ، پتو، مدول و برد با ابعاد و مقاومت دمایی متفاوت در بازار موجود هستند.
در روند تولید پشم سرامیکی، مواد اصلی تشکیل دهنده از جمله اکسید آلومینیوم و سیلیس در ابتدا به صورت به پودر هستند با عبور از صافی و فیلترهای گوناگون با مقیاسهایی که به آن نیاز است، با یکدیگر ترکیب میشوند. سپس پودر ترکیبی در کوره ذوب میشود و با تکنیک نیروی گریز از مرکز به الیاف تبدیل میگردد.
از مهمترین مراحل برای تولید این محصول آن است که الیاف حاصله به ماشین توزیع رفته تا توزین مناسب بیابد، همزمان با انجام این مرحله گازها و باقی ماندهها از درون فیبرها و روی الیاف به بیرون کشیده که سبب میگردد، الیاف تمیز شود. در پایان الیاف تمیز به کوره آنیلینگ میرود و پس از خروج این الیاف بریده یا دوخته میشوند تا محصول مورد نظر حاصل شود.
چرا نباید از پشم سرامیک استفاده کرد؟
هر یک از انواع عایقها دارای مزایا و معایبی هستند؛ عایق سرامیکی نیز از این قاعده استثنا نیست. یکی از اصلیترین مشکلات عایقهای الیافی و عایق سرامیکی، تنفس الیاف و ذرات ریز این عایقها است. تنفس این ذرات و ورود آنها به دستگاه تنفسی ممکن است برای انسانها دردسرساز باشد.
از دیگر معایب عایق سرامیکی میتوان به هزینه بالا و مقاومت کم در برابر بازهای قوی، اسید فسفریک و اسید هیدروفلوریک اشاره کرد.
شباهتهای پشم سرامیک و پشم سنگ
پشم سنگ و پشم سرامیک هردو از دسته عایقهای گرم هستند که شباهتهای زیادی باهم دارند. هر دو عایق حرارتی در میزان عایق حرارتی، عایق صوتی و مقاومت در برابر آتش با هم رقابت نزدیکی دارند.
مهمترین تفاوت عایق پشم سنگ و پشم سرامیک در طبیعی بودن مواد اولیه و تولید پشم سنگ است زیرا پشم سنگ از سنگ طبیعی بدست میآید اما پشم سرامیک یک عایق مصنوعی است.