32 Теплоизоляционные материалы естест­венные

Диатомит — это природный материал, представляющий собой остатки панцирных микроорганизмов. В естественном виде применяют в виде засыпок и обмазок. Служит исходным материалом для производства диатомитового кирпича. Диатомитовый кирпич изготовляют формовкой диатомитового порошка с глиной с последующим обжигом. Кирпич выпускают трех марок: «500», «600», и «700» (цифры соответствуют плотности). Используют до температуры 900° С для кладки наружного слоя изоляции стен и сводов. Предел его прочности на сжатие 0,6—1 МПа и зависит от плотности. В зависимости от плотности и температуры коэффициент теплопроводности 0,12—0,6 Вт/(м-°С).

Перлиты являются новым видом ценного природного сырья. Это кислая вулканическая порода, в основном состоящая из стекла. Имеет следующий химический состав: 70—75% SiCV, 10—15% А1203, 6—9% щелочей, 0,5—2,2% окислов железа; 0,5— 5% воды, которая находится в различной степени связанности. При нагревании до 1000—1200° С перлит переходит в пластическое, вязкое состояние и быстро вспучивается, увеличиваясь в объеме в 10—15 раз. На основе вспученного перлитового песка изготовляют теплоизоляционные изделия, пригодные для службы при температуре до 900° С.

Асбест — природный минерал волокнистого строения, применяемый в виде листового картона, шнура и засыпки. Асбестовый картон изготовляют из 80% асбеста и 20% огнеупорной глины. Толщина листа 1—6 мм. Асбестовый шнур и асбестовое полотно получают из длинноволокнистых сортов асбеста.

33 Теплоизоляционные материалы искусственные

Теплоизоляционные материалы имеют низкую теплопроводность, но не выдерживают воздействия высоких температур, металла, шлаков и т.д. Температура применения теплоизоляционных материалов не превышает 900°C.

К искусственным материалам относят: диатомитовый кирпич, азбацемент, савелит, шлаковую и стеклянную вату, известково-кремнеземистые плиты.

Асбоцемент - приготовляют из смеси азбеста и портландцемента. Обладают удовлетворительный прочности, хорошо обрабатываются резанием. Наряду с теплоизоляционными свойствами он обладает и электроизоляционными. Все азбестовые материалы применяют до 450°C.

Савелит - изготовляют из смеси доломита и азбеста. Применяют до 500°C для наружной изоляции в виде плит, засыпок и мастик.

Шлаковая вата - представляет собой рыхлый материал из хаотически расположенных нитей металлургического шлака. Шлаковую вату получают раздувкой струи шлака струёй пара или сжатого воздуха. В следствии высокой пористости и минерального состава шлаковая вата имеет теплоизолирующие свойства и достаточно высокую огнеупорность.

Стеклянную вату получают вытягиванием из расплавленного стекла.

Известково-кремнеземистые плиты изготовляют из извести, кремнезиместого материала и азбеста приготовлением из этих компонентов тонкодисперсной гидромассы, заливки её в формы, запарки и сушки в автоклавах.

34 Материалы элементов сопротивления никельхромые (нихромы), никельхромовые

Нихром - основной материал для изготовления нагревательных элементов для электрических печей. Нихром специально разработан для этой цели и поэтому в максимальной степени удовлетворяет всем требованиям к таким материалам.

Нихром, являющийся дальнейшим развитием хромоникелевой жароупорной стали, является весьма жаростойким материалом, так как он обладает чрезвычайно прочной защитной пленкой из окиси хрома с температурой плавления, большей, чем у сплава, и хорошо выдерживающей периодические нагревы и остывания. Кроме того, он обладает хорошими механическими свойствами как при нормальной, так и при высокой температурах, крипоустойчивостью и достаточной пластичностью, так что он легко обрабатывается и, в частности, хорошо сваривается.

Электрические свойства нихрома также вполне удовлетворительны, он обладает высоким удельным сопротивлением, малым температурным коэффициентом сопротивления, у него отсутствуют явления старения и роста. Наилучшие электрические и в то же время хорошие механические свойства имеют двойные сплавы. Эти сплавы обладают в то же время и прекрасной жаростойкостью, благодаря чему они могут работать до 1100°С.

Чем больше содержание хрома в сплаве, тем больше в его защитной пленке содержание Сr2О3, тем она более тугоплавка и тем лучше материал противостоит окислению. Но с увеличением содержания хрома ухудшается одновременно обрабатываемость материала, и при достижении 30% содержания хрома волочение и холодная прокатка становятся уже невозможными. Поэтому, как правило, содержание хрома в них не превосходит 20%.

Добавление железа в сплав несколько улучшает его обрабатываемость и увеличивает удельное сопротивление, но ухудшает его температурный коэффициент сопротивления и значительно снижает жаростойкость. Тем не менее в тех случаях, когда рабочая температура не превосходит 1000°С, допустимо пользоваться тройным сплавом, так как он дешевле и содержит меньше дефицитного никеля.

Железобогатый нихром (термин, принятый за границей, где он широко применяется, у нас к нему относится сплав Х25Н20) еще дешевле, требует еще меньше никеля и обладает прекрасными механическими свойствами, хотя его жаростойкость еще ниже. Он может применяться в печах с температурой не выше 900 °С. Все нихромы являются немагнитными сплавами. Нихром выпускается в виде проволоки и ленты.

Нихром впервые был предложен в 1906 г. Маршем. В настоящее время за границей его выпускают многие фирмы под различными названиями. Выпускают двойные и тройные сплавы, в некоторые марки добавляется молибден. У нас в стране двойной сплав выпускается с содержанием хрома 20 - 23 и никеля 75 - 78% (Х20Н80), кроме того, выпускается аналогичный сплав с титаном (Х20Н80Т), однако он несколько менее жаростоек и получил лишь ограниченное применение. Тройные сплавы выпускаются с содержанием хрома 15 - 18 и никеля 55 - 61% (Х15Н60). Дороговизна и дефицитность нихрома привели к интенсивным поискам других сплавов, более дешевых и доступных и способных в то же время заменить его в тех или иных условиях.

Нихром Х20Н80, особенно проволока являются самым ликвидным сортаментом нихрома. Нихромовая лента и полоса остаются менее продаваемыми, по сравнению с проволокой, но более востребованы нежели прутки и листы.

Нихром используется в электронагревателях печей для всех отраслей промышленности, бытовых приборов и аппаратов теплового действия. Широко используется в высокотемпературных электропечах, печах обжига и сушки, различных электрических аппаратах теплового действия. Применяется в качестве нагревательных и резисторных элементов. Обладает повышенной жаропрочностью, крипоустойчивостью, пластичностью и стабильностью формы. Также нихром используется в качестве жаропрочного (жаростойкого) сплава и химически стойкого сплава в определенных агрессивных средах.

В качестве нагревательных, элементов успешно служат сплавы хрома с никелем - нихромы.