برد سرامیک چیست ؟

در این مقاله قصد داریم به مطالعه ویژگی‌های برد سرامیک یا صفحه سرامیکی، به عنوان یکی از پر کاربردترین عایق‌های صنعتی موجود در بازار بپردازیم و مروری بر موارد استفاده این محصول کارآمد داشته باشیم.

پایگاه خبری تحلیلی نامه نیوز (namehnews.com) :

برد سرامیک را با نام‌های متفاوتی از جمله برد نسوز و یا برد سرامیک فایبر هم می‌شناسند. این محصول نسوز کارآمد و بسیار محبوب، مناسب عایق بندی در محیط‌ها و همچنین صنایعی است که نیاز به خواص مکانیکی خارق‌ العاده و استحکام بالا داشته باشند. برد نسوز سرامیک، بسیار سبک بوده و به علت نداشتن آزبست در ترکیبات خود، به طور کامل یک محصول غیر سمی و زیست محیطی به حساب می‌آید و این، یکی از بزرگ‌ترین مزایای برد سرامیک فایبر به شمار می‌آید. از سوی دیگر، برد نسوز با هندلینگ عالی و نصب آسان، تحمل حرارتی بالا (که تا حدود 1260 درجه سانتیگراد می‌رسد)، مقاومت قابل توجه در برابر شوک حرارتی، هدایت اندک گرما، و حفظ عملکرد مطلوب و بازده بالا در محیط‌های اسیدی، قلیایی و گازی، جزو یکی از پر کاربردترین محصولات نسوز موجود در بازار برای عایق بندی دیگ‌های بخار و کوره‌ها به شمار می‌رود. علاوه بر این‌ها، انعطاف پذیری، سهولت در خم نمودن و سادگی در برش برد نسوز سرامیک، نه تنها استفاده از آن را بسیار آسان نموده، بلکه بر محبوبیت روز افزون آن اضافه نموده است.

همان طور که می‌دانید، انواع متنوع مواد نسوز موجود در بازار، اگرچه در جزییات تفاوت‌هایی با هم دارند اما دارای ویژگی‌های مشترک فراوانی هستند که از این میان می‌توان به خواص مکانیکی مطلوب و مقاومت چشمگیر آن‌ها در برابر کشش و سایش، تحمل حرارتی فوق العاده، مهار فشارهای وارد شده بر قطعات و افزایش طول عمر آن‌ها، و عملکرد قابل قبول آن‌ها در مواجهه با مواد اسیدی و قلیایی که منجر به مقاومت تجهیزات در برابر خوردگی شیمیایی می‌گردد، اشاره نمود. داشتن چنین ویژگی‌هایی، علاوه بر رسیدن به یک عایق بندی تمام عیار، با افزایش ماندگاری تجهیزات، در طول زمان، هزینه‌های تعمیر و نگهداری را به شدت کاهش خواهد داد. همچنین در برخی موارد، خواص دی الکتریک و مقاومت الکتریکی مواد نسوز، آن‌ها را برای عایق بندی الکتریکی نیز مناسب می‌سازد. و گاهی نیز، قدرت جذب صدا، آن‌ها را تبدیل به عایق‌های صوتی بی نظیری می‌کند.

اصلی‌ترین ماده اولیه در ساخت برد سرامیک، پنبه نسوز، موسوم به پنبه الیاف سرامیک است. این ماده نسوز که دارای دمای ذوب بسیار بالا و خلوص منحصر به فردی است، دلیل اصلی تحمل حرارتی خیره کننده و مقاومت خیره کننده برد سرامیک در برابر شوک حرارتی می‌باشد.

پنبه نسوز را از الیاف مستحکم سرامیک یا آلومینا سیلیکات تولید می‌کنند که سفید رنگ و غیر بلوری بوده و از ساختاری شیشه‌ای برخوردار است. قدرت عایق بندی حرارتی الیاف سرامیک فوق العاده‌ می‌باشد؛ به طوری که تا امروز، این ماده نسوز، بیشترین مقدار تحمل حرارتی را در میان انواع مواد نسوز از آن خود نموده است. علاوه بر این ویژگی‌ها، قدرت بالای جذب صدا، انعطاف پذیری قابل توجه، وزن بسیار سبک، هندلینگ و نصب ساده، مقاومت شیمیایی و بازده بالا در اکثر محیط‌های اسیدی و قلیایی، و دوستدار محیط زیست بودن الیاف سرامیک، این ماده منحصر به فرد را به محصولی محبوب در میان صنعت‌گران بدل نموده است. استفاده از الیاف سرامیک برای تولید پنبه نسوز، از آن‌جا که هیچ ماده افزودنی دیگری برای آن وجود ندارد و پنبه مستقیماً از روی خط تولید جمع می‌شود، تمامی این ویژگی‌ها را به پنبه الیاف سرامیک نیز منتقل می‌نماید. از دیگر مزایای جمع آوری مستقیم پنبه نسوز از روی خط تولید، ایمنی بالاتر در دماهای بالا می‌باشد. پنبه الیاف سرامیک را علاوه بر تولید برد نسوز، برای ساخت محصولات نسوز دیگری همچون پتوی نسوز، پارچه سرامیک فایبر، پیپر نسوز و طناب سرامیک فایبر هم به کار می‌گیرند.

پنبه الیاف سرامیک را از دو طریق تولید می‌نمایند. در هر دو روش، ابتدا مواد را در یک کوره الکتریکی ذوب می‌کنند. سپس، در برخی مواقع، مواد ذوب شده را توسط ماشین می‌تابند و گاهی هم، این مواد مذاب را توسط دمیدن هوای فشرده، به شکل الیاف نسوز در می‌آورند.

همان گونه که اشاره شد، پنبه نسوز، ماده اولیه تولید محصولات متنوعی می‌باشد. این میزان از محبوبیت، نتیجه ویژگی‌های منحصر به فردی از جمله موارد زیر است:

کاملاً غیر سمی و بی خطر برای سلامت انسان و حفظ محیط زیست
انعطاف پذیری بالا
ایمنی قابل توجه در دمای بالا
وزن پایین
مقاومت بالا در برابر گرما و دمای ایمن 1350 درجه سانتیگراد
مقاومت خیره کننده در برابر شوک حرارتی
رسانایی حرارتی اندک
غیر قابل اشتعال
هندلینگ و نصب آسان
حفظ عملکرد و بازده بالا در محیط‌های اسیدی و قلیایی و مقاومت در برابر آب، بخار و روغن
خواص مکانیکی مطلوب که منجر به مقاومت پنبه الیاف سرامیک در برابر کشش و سایش می‌گردد.

به این ترتیب، در واقع برد سرامیک را که محصولی سفید رنگ و دارای سطحی صاف است، از الیاف سرامیک خالص تهیه می‌کنند. اگرچه روند تولید برد نسوز چندان هم ساده نبوده و در بحث ما نمی‌گنجد اما به طور کلی می‌توان گفت که این محصول را از ترکیب الیاف آلومینو سیلیکات (سرامیک)، مواد مخصوص متصل کننده، و اندکی چسب آلی می‌سازند. البته به هیچ وجه نباید نگران استفاده از چسب در تولید برد نسوز سرامیک بود، چرا که این چسب مخصوص، در دمای 100 درجه سانتیگراد که همزمان با اولین استفاده از محصول است، کاملاً سوخته و از بین می‌رود. به این ترتیب، وجود چسب در ترکیبات برد سرامیک، تاثیری بر ویژگی‌های منحصر به فرد این محصول نسوز نخواهد داشت.

برد سرامیک، به واسطه حضور پنبه نسوز به عنوان ماده اولیه، دارای ویژگی‌های منحصر به فردی است که در مجموع، مشابه پنبه الیاف سرامیک می‌باشد. در ادامه این مقاله، به برخی از برجسته‌ترین مزایای استفاده از برد سرامیک فایبر اشاره خواهیم کرد:

برد نسوز فاقد آزبست و کاملاً غیر سمی می‌باشد. این ویژگی به کارگیری برد سرامیک را در تمام محیط‌ها ممکن می‌سازد.
برد سرامیک وزن بسیار پایینی داشته و سفید رنگ است.
این محصول نسوز، مقاومت بالایی در برابر فشارهای وارد شده بر قطعات داشته و این ویژگی، منجر به کاهش فرسایش تجهیزات در بلند مدت و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری خواهد شد.
تحمل حرارتی بالا در استفاده طولانی مدت تا 1000 درجه سانتیگراد، یکی دیگر از مزایای به کارگیری برد نسوز است. این در حالی است که بسیاری از مصرف کنندگان معتقدند برد سرامیک می‌تواند دماهای بالا را در بازه 1100 تا 1360 درجه سانتیگراد نیز تحمل نماید. به طور قطع، مقدار دقیق تحمل حرارتی برد سرامیک، رابطه مستقیمی با ضخامت آن نیز خواهد داشت.
رسانایی حرارتی در برد نسوز، بسیار کم است و در نتیجه، ذخیره گرما در آن قابل توجه می‌باشد. این ویژگی، به کاهش اتلاف انرژی در محیط عایق بندی منجر خواهد گردید.
این محصول پر طرفدار، مقاومت قابل توجهی در برابر شوک حرارتی دارد.
حفظ ساختار و ثبات ابعادی در دماهای بالا، یکی از مشخصات قابل توجه این محصول پر کاربرد است؛ به طوری که ضریب انقباض حرارتی برد سرامیک بسیار اندک است.
برد سرامیک، خواص مکانیکی فوق العاده‌ای دارد که منجر به مقاومت این برد در برابر سایش شده و استحکام آن را به شدت افزایش خواهد داد.
ماشین کاری و برش این محصول آسان است.
برد نسوز، از مقاومت خوبی در برابر لب پر شدن برخوردار است.
این محصول، عملکرد و بازده بالایی در محیط‌های اسیدی و قلیایی داشته و در برابر خوردگی شیمیایی مقاوم است.
مقاومت برد سرامیک در برابر اکسیداسیون و زنگ زدگی، به واسطه مقاومت شیمیایی چشمگیرش بسیار بالا است.
برد سرامیک، دارای چگالی یکنواختی است که برای محیط‌های صنعتی مناسب می‌باشد.
یکی دیگر از مزایای برد نسوز، تر نشدن در مواجهه با مذاب فلزات غیر آهنی است.
جذب بالای صدا در این محصول، امکان استفاده از برد سرامیک را به عنوان عایق صوتی نیز فراهم ساخته است.

داشتن چنین ویژگی‌های خیره کننده‌ای، باعث شده تا برد سرامیک، به عنوان یکی از محبوب‌ترین عایق‌های موجود در بازار شناخته شده و در عرصه‌های مختلف به کار گرفته شود؛ چرا که با افزایش طول عمر قطعات، هزینه‌های تعمیر و نگهداری از تجهیزات را به طرز چشمگیری کم می‌کند. مهم‌ترین کاربردهای این محصول نسوز پر طرفدار عبارتند از:

عایق بندی حرارتی کوره‌های صنعتی، با توجه به مقاومت و تحمل حرارتی بالای برد نسوز که به دلیل وجود پنبه الیاف سرامیک در مواد اولیه آن است.
آستر دیواره‌ها در صنایع مختلفی مانند متالورژی و پتروشیمی
آستر پشتیبان آجرهای نسوز در کارخانه آلومینیوم
انتخابی مناسب برای عایق بندی تجهیزات گرمایی از جمله دیگ‌های بخار و کوره‌های حرارتی؛ این کاربرد به دلیل هندلینگ عالی، استحکام فوق العاده و وزن پایین این محصول می‌باشد.
عایق بندی حرارتی و سقف کوره پخت سوم برای قطعات لعابی
عایق بندی مشعل‌ها
تولید اتصالات انبساطی با کارایی مطلوب
استفاده به عنوان سپر حرارتی
عایق بندی کوره‌های حرارتی مکانیکی
استفاده به عنوان دیوار کاذب در کوره‌های پخت کاشی و سرامیک
عایق بندی نازل ریخته گری، با توجه به مقاومت قابل توجه در برابر شوک حرارتی و زنگ زدگی