سرامیک‌های نسوز موادی هستند که برای مقاومت در برابر دماهای بسیار بالا، معمولاً بالاتر از 1000 درجه فارنهایت (538 درجه سانتی‌گراد) طراحی شده‌اند. این مواد برای حفظ استحکام و شکل خود در برابر تجزیه ناشی از گرما، فشار یا حمله شیمیایی در دماهای بالا تولید می‌شوند. سرامیک‌های نسوز به طور کلی چند بلوری، چند فازی، غیرآلی، غیر فلزی، متخلخل و ناهمگن هستند. آنها معمولاً از اکسیدها، کاربیدها، نیتریدها و سایر ترکیبات مشابه از عناصر مختلف مانند سیلیکون، آلومینیوم، منیزیم، کلسیم، بور، کروم و زیرکونیوم ساخته می‌شوند.
انواع سرامیک‌های نسوز
سرامیک‌های نسوز به طور کلی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
1) اشکال از پیش ساخته شده یا اجزای شکل نیافته:
- آجرها و دیرگدازها: این نوع سرامیک‌های نسوز سنتی‌ترین و رایج‌ترین نوع هستند که در اشکال و اندازه‌های مختلف برای کاربردهای خاص ساخته می‌شوند. آنها می‌توانند برای استفاده در کف و دیوارها فشرده یا قالب‌گیری شوند و برای قرارگیری در مکان‌های خاص به شکل‌های مختلف تولید شوند.
- بخار و ملاقه‌های الیاف سرامیکی نسوز: این نوع مواد شبیه عایق‌های مسکونی هستند اما برای دماهای بسیار بالا طراحی شده‌اند و در کاربردهای عایق‌سازی و حفاظت از تجهیزات در برابر حرارت شدید استفاده می‌شوند.
2) ویژگی‌های متفاوت دیرگدازها:
- استحکام دی‌الکتریک پایین: مناسب برای کاربردهایی که نیاز به عایق الکتریکی دارند.
- مقاومت کششی یا فشاری بالا: برای مواردی که استحکام مکانیکی بالا لازم است.
- انبساط حرارتی کم: برای کاربردهایی که نیاز به ثبات ابعادی در دماهای مختلف دارند.
- هدایت حرارتی کم یا زیاد: بسته به نیاز کاربرد، سرامیک‌های نسوز می‌توانند هدایت حرارتی پایین یا بالا داشته باشند.
- چگالی کم یا زیاد: برای کاربردهایی که نیاز به وزن سبک یا سنگین دارند.
3) مواد خاص:
- اکسید آلومینا: بسیار تصفیه شده و به عنوان یک ماده فوق نسوز شناخته می‌شود.
- اکسید زیرکونیا: دیگر ماده فوق نسوز با ویژگی‌های خاص.
- الیاف آلومینوسیلیکات: معروف به الیاف سرامیک نسوز (RCF) در ایالات متحده، به دلیل ویژگی‌های حرارتی و مقاومت بالا استفاده می‌شود.
کاربردهای سرامیک‌های نسوز
سرامیک‌های نسوز به دلیل مقاومت بالا در برابر دماهای بالا و ویژگی‌های مقاومت در برابر سایش و خوردگی، در صنایع مختلف کاربردهای زیادی دارند:
1) پوشش کوره‌ها، کوره‌ها و راکتورها در صنعت متالورژی:
- پوشش داخلی کوره‌ها: برای محافظت از دیواره‌های کوره و بهبود کارایی حرارتی.
- کوره‌های ذوب فلزات: برای مقاومت در برابر دماهای بسیار بالا و شرایط سخت عملیات.
2) ساخت بوته، قالب‌های شیشه‌ای و فلزی:
- بوته‌ها: برای ذوب و تصفیه فلزات و شیشه‌ها در دماهای بالا.
- قالب‌های شیشه‌ای و فلزی: برای شکل‌دهی و تولید محصولات فلزی و شیشه‌ای.
3) سیستم انحراف شعله سطحی برای سازه‌های پرتاب موشک:
- محافظت در برابر حرارت: برای کاهش تأثیر دماهای بالا در هنگام پرتاب و جلوگیری از آسیب به ساختار.
4) حاوی گرما و محافظت از تجهیزات فرآیند در برابر دماهای بالا:
- تولید پتروشیمی و پالایش بنزین: برای حفاظت از تجهیزات در فرآیندهای شیمیایی و پالایشی که در دماهای بالا عمل می‌کنند.
5) ساخت و چیدمان کوره‌های صنعت سرامیک:
- کوره‌های پخت سرامیک: برای تولید و پخت محصولات سرامیکی در دماهای بالا.
6) آجرهای نسوز، آجرهای یکپارچه و عایق‌های الیافی در تجهیزات علمی، هوافضا و نظامی:
- تجهیزات علمی و نظامی: برای مقاومت در برابر شرایط شدید و حفاظت از تجهیزات در زمینه‌های مختلف.
7) سایر کاربردها
- پوشش‌های آجری دودکش: برای مقاومت در برابر گازهای داغ و خوردگی.
- سپرهای حرارتی برای شاتل‌های فضایی: برای محافظت از شاتل‌ها در هنگام ورود مجدد به جو زمین.
