Độ xốp của corundum dạng bảng càng thấp thì càng tốt phải không?
Độ xốp của corundum dạng bảng không hoàn toàn “càng thấp càng tốt” ; thay vào đó, nó phải được đánh giá toàn diện dựa trên tình huống ứng dụng cụ thể và các yêu cầu về hiệu suất cốt lõi . Mức độ của nó ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ số quan trọng như độ dẫn nhiệt, độ bền và khả năng chống ăn mòn của vật liệu, và các yêu cầu về độ xốp thay đổi đáng kể tùy theo các tình huống khác nhau.
1. Trước tiên, hãy làm rõ: “Độ xốp” của corundum dạng bảng là gì?
Corundum dạng tấm là vật liệu chịu lửa được làm từ α-alumina (Al₂O₃) có độ tinh khiết cao được thiêu kết ở nhiệt độ cao. Vật liệu này chứa một lượng lỗ rỗng nhất định (bao gồm cả lỗ rỗng hở và lỗ rỗng kín). Độ xốp thường được hiểu là “độ xốp thể tích” — tỷ lệ phần trăm thể tích lỗ rỗng trên tổng thể tích của vật liệu — và là một trong những chỉ số cốt lõi để đo độ đặc của cấu trúc vi mô.
2. Ưu điểm của “độ xốp thấp”: Trong trường hợp nào cần độ xốp thấp?
Khi ứng dụng yêu cầu cao về khả năng chống ăn mòn, độ bền cao và độ dẫn nhiệt thấp (trong một số trường hợp) , corundum dạng tấm có độ xốp thấp sẽ có lợi thế hơn. Các trường hợp điển hình bao gồm:
- Ngành công nghiệp sắt thép: Gạch lót lò và thùng chứa/vật liệu đúc
Thép nóng chảy và xỉ có tính ăn mòn cao. Độ xốp thấp đồng nghĩa với việc ít “rãnh” bên trong vật liệu hơn, giúp giảm sự xâm nhập của xỉ và sự ăn mòn của thép nóng chảy, kéo dài tuổi thọ của gạch lót. Đồng thời, độ xốp thấp giúp cải thiện độ bền ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ cao của vật liệu, ngăn ngừa bong tróc do cấu trúc lỏng lẻo ở nhiệt độ cao. - Luyện kim loại màu: Lò luyện kim và lớp lót bình điện phân.
Kim loại màu nóng chảy (ví dụ: nhôm, đồng) và chất điện phân dễ bị thấm. Độ xốp thấp giúp giảm nguy cơ “ăn mòn thấm” và tăng cường khả năng chống sốc nhiệt của vật liệu (giảm thiểu sự tập trung ứng suất nhiệt do lỗ rỗng gây ra). - Lò nung nhiệt độ cao: Gạch chịu lửa cho vùng nung nhiệt độ cao
Vật liệu có độ xốp thấp có độ chặt cao hơn, có thể chịu được tải trọng nhiệt độ cao trên 1700°C và giảm độ co ngót thể tích ở nhiệt độ cao (độ co ngót nung lại thấp), đảm bảo tính ổn định về cấu trúc của lò nung.
3. Sự cần thiết của “độ xốp cao”: Độ xốp thấp không phù hợp trong những trường hợp nào?
Khi ứng dụng yêu cầu khả năng chịu sốc nhiệt, cách nhiệt và độ thấm khí , độ nén quá cao (độ xốp quá thấp) sẽ trở thành một bất lợi. Trong những trường hợp như vậy, corundum dạng tấm có độ xốp từ trung bình đến cao được ưu tiên:
- Các tình huống đòi hỏi khả năng chịu sốc nhiệt cao: Cửa lò nung và các bộ phận chịu tác động của quá trình gia nhiệt/làm nguội nhanh
. Vật liệu có độ xốp thấp có độ dẫn nhiệt cao. Trong các chu kỳ nóng và lạnh xen kẽ ở nhiệt độ cao, chênh lệch nhiệt độ lớn giữa bên trong và bên ngoài dễ tạo ra ứng suất nhiệt lớn, khiến vật liệu bị nứt. Ngược lại, độ xốp trung bình đến cao (thường là 15%-25%) có thể “đệm ứng suất nhiệt” qua các lỗ rỗng, cải thiện khả năng chịu sốc nhiệt (ví dụ: gạch lót cho vùng tôi của lò nung gốm). - Các tình huống cách nhiệt: Lớp cách nhiệt lò nung nhiệt độ cao.
Các lỗ rỗng (đặc biệt là các lỗ rỗng kín) ngăn cản sự truyền nhiệt. Corundum dạng tấm có độ xốp cao (thường được kết hợp với cốt liệu nhẹ) có độ dẫn nhiệt thấp hơn và hiệu suất cách nhiệt tốt hơn. Sử dụng vật liệu có độ xốp thấp sẽ dẫn đến tản nhiệt nhanh từ lò nung và tăng mức tiêu thụ năng lượng. - Các trường hợp yêu cầu độ thoáng khí: Vật liệu lọc và gạch thấm khí.
Trong các ứng dụng như lọc kim loại màu nóng chảy và khuấy thép nóng chảy bằng phương pháp phun khí, vật liệu cần có độ thoáng khí nhất định. Lúc này, độ xốp phải được kiểm soát trong phạm vi hợp lý (ví dụ: 20%-30%) để đảm bảo chất lỏng đi qua mà không bị rò rỉ. Độ xốp thấp sẽ trực tiếp chặn các kênh thấm khí.
