Процесс производства керамических волоконных изделий сложной формы

1. Подготовка сырья и дозировка
Керамические волоконные изделия сложной формы изготавливаются на основе высококачественного волокнистого керамического сырья. В зависимости от требований к характеристикам продукции (например, термостойкости, эрозионной стойкости) добавляются различные компоненты. Например, изделия с содержанием циркония требуют добавления оксида циркония для повышения термостойкости, а изделия с высоким содержанием алюминия — увеличения доли оксида алюминия для усиления структурной стабильности. Кроме того, в сырьё вводятся связующие вещества (например, смолы) и добавки (например, диспергаторы) для улучшения распределения волокон и качества формовки.

2. Процесс вакуумного формования
(1) Приготовление суспензии: волокнистое сырьё смешивают с водой в определённой пропорции, добавляют диспергаторы (например, гидроксипропилметилцеллюлозу) и тщательно перемешивают на высокой скорости для равномерного распределения волокон. Затем вводят вспомогательные волокна (например, серебряные волокна, борциркониевые волокна) и связующие вещества, продолжая перемешивание до получения однородной суспензии. Концентрация суспензии, скорость перемешивания и длина волокон контролируются точно, чтобы избежать спутывания и ухудшения качества изделия.
(2) Вакуумное формование и фильтрация: суспензию заливают в специальные формы и с помощью вакуумного фильтра удаляют излишки воды, что обеспечивает ориентированное расположение волокон и первоначальное формирование изделия. Конструкция формы изготавливается по чертежам заказчика, что позволяет точно воспроизводить сложные конструкции — трубы, конусы, купола и др.
(3) Сушка: сформованные влажные изделия помещают в печь или сушильную камеру и сушат при температуре 150℃ в течение 15-20 часов для удаления остаточной влаги и предотвращения растрескивания при последующем обжиге.

3. Высокотемпературный обжиг и укрепление свойств
(1) Обжиг: высушенные изделия помещают в печь и прокаливают при температуре 1600℃ в течение 30 минут. В процессе обжига волокна плотно сцепляются, формируя прочную керамическую структуру, обеспечивающую низкую усадку, высокую теплоизоляцию и устойчивость к механическим воздействиям.
(2) Обработка поверхности: в зависимости от условий применения изделия покрывают твердыми покрытиями или огнеупорной массой для повышения коррозионной стойкости и защиты от эрозии. Например, в нефтехимической отрасли вакуумные формованные глазки покрываются огнеупорной массой для защиты от воздействия горячих газов.

4. Контроль качества и производство по индивидуальному заказу
(1) Контроль качества: готовая продукция проходит испытания на точность размеров, прочность при сжатии и коэффициент теплопроводности, соответствующие отраслевым стандартам (например, постоянная линия изменения при нагреве ≤ -3%).
(2) Индивидуальное производство: изделия из керамического волокна сложной формы изготавливаются по чертежам заказчика с предоставлением полного комплекса услуг — от проектирования до готовой продукции. Некоторые стандартные изделия (например, литейные крышки для цветной металлургии) доступны со склада для сокращения сроков поставки.