Promat hoogtemperatuur isolatie - Productie en classificatie

Amorfe vezels worden gesmolten in een elektrische boogoven op een temperatuur van ongeveer 1900°C. Vervolgens worden ze ofwel geblazen met perslucht of gegoten tussen aan elkaar tegengesteld draaiende schijven. Tijdens het blaasproces wordt de gesmolten stroom gesplitst in kleine druppels die vervolgens de vezels extraheren. Deze vezels variëren in lengte tot 50 mm en hebben een diameter van ongeveer 2 à 3 µm.
De vezels worden gevormd met de centrifugeermethode onder invloed van een centrifugale kracht. De vezels kunnen tot 250 mm lang zijn en hebben een diameter van ongeveer 3 à 5 µm. In beide processen blijft er een klein massief bolletje over als hoofdbestanddeel van het vezellichaam. Dit bolletje breekt af tijdens het koelproces en wordt bij de ruwe vezels gevoegd als een niet-vervezeld deeltje. Het gehalte aan deze vezels (shots) bedraagt ongeveer 40 à 60 %. Het wordt echter herleid tot ongeveer 30 % van de totale hoeveelheid door de mechanische scheiding die plaatsvindt tijdens het proces. De niet-vervezelde componenten kunnen bijna volledig worden verwijderd door eluatie of luchtscheiding.
De vezelproductie op basis van een smeltstof is mogelijk tot een Al2O3-gehalte van ongeveer 60 %. Hogere aluminaatgehaltes veroorzaken een verhoogde oppervlaktebelasting die resulteert in kortere vezels of zelfs geen vezelvorming. Zo ontstaan er holle sferen (bolletjes).
De productie van polykristallijne vezels is technisch gezien ingewikkelder en heeft een invloed op de prijs van dit hoogkwalitatieve product. De basisgrondstoffen zijn aluminiumzouten. Aan deze zouten worden organische polymeren toegevoegd om vezels te bekomen in een spin- of centrifugeerproces. Er wordt kiezelzuur toegevoegd als kristalstabilisator voor verdere warmtebehandeling. Een vezel met een semi-amorfe, semi-kristallijne structuur wordt gevormd bij ongeveer 1100°C. Tenslotte wordt de vezel omgezet in een zuivere polykristallijne vorm door een bakproces en verdwijnt de porositeit volledig.
Uiteindelijk bestaat de vezel uit mulliet, korund of mengsels van beide, afhankelijk van het kiezelzuurgehalte.
De vezels gebruikt voor warmte-isolatie hebben een niet-gesorteerde lengte van 5 tot 100 mm met een gemiddelde diameter van ongeveer 3µm. Het proces laat toe de vezeldiameter te regelen tussen ongeveer 1 en 30µm. Het aantal niet-vervezelde deeltjes is kleiner dan 1% en heeft geen verdere betekenis.
De classificatietemperatuur van keramische vezels wordt bepaald door DIN EN 1094 en is gebaseerd op onomkeerbare lineaire veranderingen (krimp). Voor vezeldekens mag de krimp niet meer dan 4% bedragen na een periode van 24 uur. Voor vormstukken wordt een krimp van amper 2% toegestaan.
De amorfe vezel kristalliseert boven een temperatuur van ongeveer 900°C. Naast kristobaliet wordt ook mulliet (3Al2O3 - 2SiO2) gevormd. Kristobaliet wordt gevormd uit het overtollige kiezelzuur dat geen binding kan aangaan met het aluminaat in de kristallijne vorm. De vezels gaan krimpen onder invloed van de herkristallisatie, het zachter worden van het glazige gedeelte en de volumetoename van de kristallen. Tijdens de herkristallisatie worden de vezels bros.
Het krimpproces zet zich verder na een periode van 24 uur (grafiek 5). Zowel de krimp als het bros worden, die beide ook afhankelijk zijn van de chemische samenstelling van de vezel, bepalen de maximum gebruikstemperatuur voor vezelproducten. Een lagere krimp wordt vastgesteld bij de classificatietemperatuur en dit door de kristallijne structuur van de aluminaatvezel.

Eens de vezelproducten worden gebruikt, kan de krimp geminimaliseerd of gecompenseerd worden door specifieke maatregelen toe te passen op het ontwerp. Verschillende processen belasten de dekenbekledingen, voegen worden opnieuw gelokaliseerd en bestaande voegen worden gefixeerd met plastische vezelmassa of coatings.