Jaký materiál odolá nejvyšším teplotám?

V každodenním životě mnoho lidí nazývá jakékoli ohnivzdorné a ohnivzdorné materiály ohnivzdorné. Ve skutečnosti existuje jasná definice toho, které z nich lze do této kategorie zařadit a které nikoli. Promluvme si o tom, co jsou ohnivzdorné materiály.

Proč je tam zmatek?

Na každodenní úrovni není nic špatného nazývat ohnivzdorné materiály ohnivzdornými. Zmatek vzniká, protože lidé v podstatě definují stejnou charakteristiku – schopnost materiálu odolávat účinkům ohně a vysokým teplotám.

Na profesionální úrovni však GOST dává jasnou klasifikaci toho, co lze klasifikovat jako žáruvzdorné a co nikoli.

Foto od macrovector z Freepik

Definice podle GOST

GOST 52918-2008 to určuje ohnivzdorný materiál je nekovový materiál, který odolá zahřátí až do +1580°C.

Podle GOST 28874-2004 žáruvzdornost je schopnost materiálů odolávat vystavení kriticky vysokým teplotám bez roztavení.

Samostatně také rozlišováno ohnivzdorné výrobky . Jedná se o žáruvzdorné materiály daného tvaru a velikosti. Lze je například použít k ochraně jakýchkoli součástí vysokoteplotních zařízení v podnicích atd.

Charakteristika žáruvzdorných materiálů

Hlavní vlastností, která odlišuje všechny žáruvzdorné materiály, je jejich velmi vysoká tepelná odolnost – vydrží zahřátí až do +1580°C a přímé vystavení ohni. Kromě toho mají následující vlastnosti:

• velmi nízká tepelná vodivost, která poskytuje vynikající tepelně izolační vlastnosti;
• odolnost vůči jakémukoli typu expanze při vysoké teplotě;
• chemická inertnost;
• síla;
• odolnost vůči různým typům agresivních vlivů;
• dlouhá doba používání.

Druhy žáruvzdorných materiálů

Všechny žáruvzdorné materiály lze rozdělit do dvou velkých skupin:

• netvarovaný;
• lisované.

Netvarované žáruvzdorné materiály

Jedná se o jakékoli kompozice, které nemají určitou formu. Mohou být prezentovány ve formě směsí, suspenzí atd. Příklady takových materiálů jsou:

• žáruvzdorné cementy;
• prášky pro plnění pecí v metalurgii;
• malty;
• plastické pasty;
• ohnivzdorné betonové směsi.

Lisované žáruvzdorné materiály

Kusové výrobky, které jsou zpravidla hromadně vyráběny lisováním, litím nebo řezáním různých druhů žáruvzdorných surovin. Příklady zahrnují válcové, kuželovité, půlkruhové a další typy výrobků. Nejčastěji se výrobky nacházejí ve formě „cihel“ – pravoúhlého rovnoběžnostěnu. Jsou univerzální a nejpohodlnější k použití pro různé potřeby.

Je důležité pochopit, že není možné používat pouze lisované žáruvzdorné materiály, protože během jejich instalace se nevyhnutelně objeví spoje. Musí být pečlivě ošetřeny neformovanými směsmi, které jsou vhodné pro tepelnou odolnost. Pouze v tomto případě může být zajištěna celistvost, pevnost a tedy spolehlivost povlaku.

Obecně lze říci, že v posledních letech je v průmyslu tendence k poklesu výroby lisovaných výrobků a nárůstu výroby nelisovaných výrobků.

Ohnivzdorný šrot

Časem se jakékoli, i ty nejkvalitnější žáruvzdorné materiály stanou nepoužitelnými. Odstraňují se z ošetřeného povrchu a ve většině případů se používají ke zpracování na nové produkty. Takové suroviny se nazývají žáruvzdorný šrot.

Klasifikace podle požární odolnosti

Existují čtyři třídy materiálů:

• ohnivzdorný — schopné odolat teplu od +1580°C do +1770°C;
• vysoká požární odolnost — sloužit v rozsahu od +1770°C do +2000°C;
• nejvyšší požární odolnost — od +2000 °C do +3000 °C;
• super ohnivzdorné — nebojí se zahřívání nad +3000°C.

Ve složení

Většina moderních žáruvzdorných materiálů má složité složení, takže klasifikace je založena na převládající složce. Z tohoto pohledu jsou materiály:

• dinas nebo oxid křemičitý – obsahují minimálně 93 % oxidu křemičitého, vydrží zahřátí až do +1730°C;
• hořčík a periklas – obsahují oxid hořečnatý v různých poměrech, tepelná odolnost – do +1900°C;
• chrom – vyrobený z minerálu zvaného chromit, který vydrží až +2180°C;
• uhlík (včetně grafitu) se vyznačují velmi vysokou úrovní tepelné odolnosti dosahující +3800°C;
• dolomit – vyrobený z dolomitových hornin, schopný odolat až +2300°C;
• s vysokým obsahem oxidu hlinitého nebo hlinitokřemičitanu, nebojí se zahřátí až na +1750 °C.

Foto od wavebreakmedia_micro z Freepik

Rozsah aplikace

Ohnivzdorné materiály mají ve srovnání s ohnivzdornými méně široké možnosti použití. Zatímco posledně jmenované se používají jak ve stavebnictví, tak v průmyslu, žáruvzdorné materiály se vyskytují pouze v průmyslu.

Jsou relevantní pro použití v průmyslových odvětvích, jako jsou:

• hutnictví – železné i neželezné;
• energie;
• výroba skla;
• cementářský průmysl;
• raketová věda;
• výroba letadel;
• jaderný průmysl;
• různé vědecké a průmyslové laboratoře.

Ve většině případů se takové materiály používají pro vyzdívku průmyslových pecí (na ohřev a vypalování, otevřené ohniště, oblouk, elektrická indukce), pánví na lití oceli a litiny. Výstelka je ochranný povlak na vnitřních površích zařízení, který se používá k ochraně proti různým typům poškození (náraz, tření, přilnavost určitých látek), jakož i ke zvýšení požární odolnosti zařízení.

Tvarované žáruvzdorné materiály lze také použít pro vytyčování základů, vytváření příček, kleneb a dalších prvků vysokoteplotních zařízení, obložení reaktorů jaderných elektráren, ochranu pracovních ploch raket a letadel před přehřátím atd.

Proč se žáruvzdorné materiály ve stavebnictví používají jen zřídka?

V některých případech se ve stavebnictví používají žáruvzdorné směsi (zejména neformované). Například při výstavbě průmyslových zařízení a různých kovových konstrukcí. Na povrch jsou aplikovány látky, které odolávají teplu, výrazně zvyšují odolnost proti ohni a zajišťují bezpečnost lidí uvnitř.

Mnoho lidí, kteří se zabývají soukromou výstavbou, má otázku: měli by si vybrat takové materiály pro kamna a krby, pro komín nebo pro lázeňský dům?

Žádná taková potřeba není. Pro řešení takových záležitostí v domácnosti se výborně hodí ohnivzdorné materiály, jako jsou křemičitan vápenatý nebo vermikulitové desky. Jejich tepelná odolnost dosahuje +1000°C (IzolMax, Silca, SuperIsol), +1100°C (vermikulitová deska). V některých případech stačí vláknocementové desky (např. materiál Minerit LV Sauna má tepelnou odolnost +400°C).

Samozřejmě lze namítnout, že se vyplatí hrát na jistotu. Ale vždy musíte zůstat rozumní. Vezměme si jako příklad kamna v lázeňském domě. Maximální teplota, na kterou se dokáže zahřát je +110°C, kameny v ohřívači se zahřejí až na +300°C. Přirozeně, pokud taková kamna přiblížíte k dřevěné stěně bez jakékoli ochrany, požár je téměř zaručen. Zcela postačuje ale například kvalitní ohnivzdorná izolace schopná odolat až +1000°C.

„Ale horší nebude, když materiál vydrží třeba +1700 °C,“ ptá se někdo. Horší už to samozřejmě nebude. Ale cenový rozdíl mezi protipožární a protipožární izolací je působivý. Pokud tedy nechcete ztrácet den komínem (včetně komína), pak raději než ohnivzdorné materiály volte raději kvalitní a spolehlivou protipožární izolaci.

Dalším důležitým bodem, kterému je třeba věnovat pozornost při výběru ohnivzdorných materiálů pro váš domov nebo lázeňský dům, je ekologická bezpečnost kompozice.

Jak to zvládali za starých časů?

U nás se ještě za Petra I. začaly vyrábět první žáruvzdorné materiály. Tehdy samozřejmě nebyly tak vysoké standardy jako nyní. Materiály byly vyráběny z jílů poblíž Moskvy ve formě cihel.

Výrobou žáruvzdorných materiálů se v 19. století zabývaly především hutní podniky. Pro ně to byl na jednu stranu další příjem, ale na druhou (a především) si potřebné komponenty zajišťovali sami.

Jedním z prvních specializovaných závodů u nás byl závod v Latnaji ve Voroněžské oblasti. Bylo otevřeno v roce 1897.

Výsledky

Žáruvzdorné materiály tedy vydrží teploty nad +1580°C. Jsou rozděleny do čtyř tříd podle tepelné odolnosti a také se liší složením a předními komponenty uvnitř.

Existují lisované a netvarované. Používají se nejčastěji v průmyslu, méně často v průmyslové výstavbě. V občanské a soukromé výstavbě je racionálnější používat ohnivzdorné materiály.

Materiál zpracovali pracovníci firmy IsolMax

15.01.2024, 2960 zobrazení

Články o požární ochraně

Nehořlavý, nehořlavý, ohnivzdorný, nehořlavý, tepelně odolný – jaký je rozdíl mezi pojmy?

Když se mluví o materiálech, které odolají vysokým teplotám, ohni, kouři a dalším následkům požáru, lidé často používají podobné pojmy: nehořlavý, ohnivzdorný, ohnivzdorný, nehořlavý, tepelně odolný atd. Téměř vždy v ústní řeči (i mezi profesionály) jsou tato slova synonyma. Nabízí se otázka: je mezi těmito pojmy rozdíl? Více informací

Hlavní typy požární ochrany

Na internetový obchod IsolMax se nejčastěji obracejí lidé, kteří potřebují protipožární ochranu pro stavební práce. Než se zaměříte na jakýkoli konkrétní materiál, doporučujeme vám porozumět tomu, jaké typy protipožární ochrany obecně existují a co určuje výběr určitých typů. Další podrobnosti

Žáruvzdorná clona pro nakladače GEKA D70 v závodě Petrostal

Na konci roku 2020 se společnost IsolMax podílela na vývoji unikátního projektu – žáruvzdorné clony pro domácí nakladače GEKA D70 a projektu dodávky tohoto zařízení do závodu Petrostal JSC. Další podrobnosti

Stále máte otázky? Zeptejte se jich nyní prostřednictvím formuláře zpětné vazby nebo zavoláním
Moskva: 8 (495) 648-08-97
Petrohrad: 8 (812) 648-00-59
Krasnodar: 8 (861) 205-01-48
Volejte zdarma: 8 (800) 555-36-43

• Online Store
• O nás
• Doprava a platba
• akcie
• Kontakty

• 8 (495) 648-08-97
  8 (812) 648-00-59
  8 (861) 205-01-48
  8 (800) 555-36-43
  [email protected]

Veškeré informace uvedené na stránce týkající se nákladů mají pouze informativní charakter a za žádných okolností nepředstavují veřejnou nabídku,
určeno ustanoveními čl. 437 odst. 2 občanského zákoníku Ruské federace.

Ruští vědci vytvořili nejhořlavější materiál na světě

21. května 2020, 09:36
Arseny Skrynnikov

Vědci z materiálů MISiS vytvořili keramický materiál z karbonitridu hafnia, který vydrží rekordní teplotu 4200 °C. To potvrzují výsledky počítačové simulace, která předpověděla žáruvzdorné vlastnosti a vysokou tvrdost takového materiálu. Dříve byl karbid tantalu a hafnia považován za nejvíce žáruvzdornou látku s teplotou tání 3990 ° C. Po skončení pandemie koronaviru vědci plánují provést experiment, který určí bod tání nového materiálu.

• Gettyimages.ru
• © solarseven

Materiáloví vědci z National University of Science and Technology MISiS vytvořili celosvětově nejvíce žáruvzdorný keramický materiál, karbonitrid hafnia, který je schopen odolat teplotám 4200 °C. Informuje o tom časopis Ceramics International.

Až dosud byl karbid tantalu a hafnia s teplotou tání 3990 °C považován za nejhořlavější sloučeninu vytvořenou člověkem. Myšlenku vytvořit žáruvzdornější látku podnítila studie amerických kolegů z roku 2015, ve které byly pomocí počítačového modelování předpovězeny výjimečné teplotní vlastnosti a vysoká tvrdost kompozitní sloučeniny hafnia, uhlíku a dusíku. Podle propočtů výzkumníků z USA by tato látka měla vydržet přibližně 4200 °C, mít vysokou tepelnou vodivost a odolnost proti oxidaci.

„K získání nového materiálu byl použit ternární systém hafnium-uhlík-dusík. Metodou samo se šířící vysokoteplotní syntézy jsme získali látku karbonitrid hafnia – karbid hafnia nasycený dusíkem,“ uvedl v roce Dmitrij Moskovskikh, autor práce, ředitel Výzkumného centra strukturních a keramických nanomateriálů MISiS. rozhovor s RT.

Mendělejevovy kovy: Ruští vědci objevili polovodičové sloučeniny z rhenia, galia a germania

Zaměstnanci katedry chemie Moskevské státní univerzity objevili nové intermetalické sloučeniny – sloučeniny z rhenia a galia.

Dále vědci porovnávali tavitelnost dvou materiálů: původního karbidu hafnia (taje při 3990 °C) a výsledného karbonitridu hafnia. Pomocí baterie a molybdenových elektrod zahřívali dva materiály současně ve vysokém vakuu. V důsledku toho se karbid roztavil, ale karbonitrid zůstal nezměněn. V tuto chvíli však vědci poznamenávají, že nebyli schopni určit konkrétní teplotu tání nového materiálu nad 4000 °C.

Aby vědci potvrdili všechny vlastnosti nového materiálu předpovídané počítačovým modelováním, musí provést další experimenty. Za tímto účelem byla podle Dmitrije Moskovskicha uzavřena dohoda se Spojeným ústavem vysokých teplot Ruské akademie věd o provedení pyrometrické analýzy, která byla odložena kvůli pandemii COVID-19.

Po zrušení omezení je plánována studie, ve které bude karbonitrid hafnia taven laserem a současně měřit termofyzikální vlastnosti, včetně bodu tání.

• Předběžné studie ukázaly, že karbonitrid hafnia vydrží teploty 4200 °C
• © NUST MISIS

Podle vědců bude vývoj takových vysokoteplotních materiálů vyžadován při vytváření letecké, raketové a kosmické a speciální vojenské techniky. Při hypersonických rychlostech a při průletu zemskou atmosférou pracují letecké motory, křídla a příďové kužely při teplotách nad 2000 °C a musí být chráněny před vnějším prostředím. Taková zařízení používají keramickou tepelnou ochranu s použitím nejodolnějších a nejodolnějších kompozitních materiálů.

V budoucnu se pro testování možnosti použití karbonitridu hafnia v leteckém průmyslu plánuje hypersonická studie studující ablaci – odpařování vnějších vrstev materiálu.