Factores que Afectan el Rendimiento de los Módulos de Fibra Cerámica
Los módulos de fibra cerámica se forman mediante la deposición natural de fibras cerámicas sueltas sobre una banda colectora, creando una manta de fibra uniforme. Esta manta luego se procesa mediante una técnica de agujeteo para obtener una manta agujeteada sin aglutinante, la cual se pliega, empaca y ensambla en módulos. La estabilidad térmica de los módulos de fibra cerámica está estrechamente relacionada con factores como el diámetro, la capacidad calorífica específica y la densidad de las fibras cerámicas.
Las fibras cerámicas son materiales refractarios con una estructura fibrosa y de peso ligero. Debido a su baja densidad, alta resistencia a altas temperaturas, buena estabilidad térmica, baja conductividad térmica, bajo calor específico y resistencia a vibraciones mecánicas, se utilizan ampliamente en industrias como la ingeniería mecánica, metalurgia, ingeniería química, petróleo, cerámica, vidrio y electrónica.
Los indicadores clave en las fibras cerámicas son su diámetro y estabilidad térmica. Comúnmente utilizadas en la industria cerámica son las fibras de Al2O3 y SiO2. Se clasifican en diferentes rangos de uso según el contenido de Al2O3, y se introduce el material de Cr2O3 para mejorar sus propiedades refractarias y de resistencia a la oxidación. Por lo general, los productos de fibra con alto contenido de óxido de aluminio y bajo contenido de impurezas como el óxido de hierro aparecen de color blanco puro, mientras que las fibras que incorporan óxido de cromo exhiben un color verde.
Las fibras cerámicas suelen tener diámetros que van desde 2 hasta 5 μm, con longitudes entre 30 y 250 mm. La superficie de la fibra es lisa y cilíndrica. Las fibras más finas, menos densas y con menor capacidad térmica pueden utilizarse a temperaturas más altas. Las fibras más gruesas con más impurezas pueden dar lugar a un rendimiento menos satisfactorio.
La estabilidad térmica de las fibras cerámicas es un indicador crucial. Varios productos de fibras de Al2O3 y SiO2 tienen un cierto rango de contracción lineal a 1260°C. La cantidad de contracción afecta directamente a la estabilidad térmica.
Debido a la baja conductividad térmica, baja densidad y peso ligero de las fibras, se utilizan estructuras de soporte de marco de acero más ligeras en el diseño y construcción de hornos, dando lugar a una era de «hornos ligeros». Las fibras cerámicas tienen una baja capacidad de almacenamiento de calor, lo que las hace adecuadas para calentamiento y enfriamiento rápidos durante el proceso de cocción.
Las fibras cerámicas son flexibles y pueden ser procesadas en productos con ranuras o aberturas. También tienen una buena resistencia a la vibración y al impacto mecánico, y muestran una estabilidad química relativamente alta. Estas ventajas han impulsado el desarrollo de nuevos tipos de hornos y han desempeñado un papel significativo en el avance de la tecnología e industria cerámica.