Quanto menor for a porosidade do coríndon tabular, melhor?
A porosidade do coríndon tabular não é necessariamente “quanto menor, melhor” ; em vez disso, deve ser avaliada de forma abrangente com base no cenário de aplicação específico e nos principais requisitos de desempenho . O seu nível afeta diretamente indicadores-chave, como a condutividade térmica, a resistência e a resistência à corrosão do material, e os requisitos de porosidade variam significativamente entre os diferentes cenários.
1.º Primeiro, esclareça: O que é a “porosidade” do coríndon tabular?
O coríndon tabular é um material refractário feito de α-alumina (Al₂O₃) de elevada pureza sinterizada a altas temperaturas. Contém uma certa quantidade de poros (incluindo poros abertos e fechados). A porosidade refere-se geralmente à “porosidade volumétrica” — a percentagem do volume dos poros no volume total do material — e é um dos principais indicadores para medir a compactação da sua microestrutura.
2. Vantagens da “baixa porosidade”: Em que cenários é necessária a baixa porosidade?
Quando o cenário de aplicação exige elevados requisitos de resistência à corrosão, elevada resistência e baixa condutividade térmica (em alguns casos) , o coríndon tabular com baixa porosidade é mais vantajoso. Os cenários típicos incluem:
- Indústria siderúrgica: Tijolos/betão para revestimento de panelas e panelas de distribuição.
O aço fundido e a escória são altamente corrosivos. A baixa porosidade significa menos “canais” dentro do material, o que reduz a penetração de escória e a erosão do aço fundido, prolongando a vida útil dos tijolos de revestimento. Ao mesmo tempo, a baixa porosidade melhora a resistência do material à temperatura ambiente e a altas temperaturas, evitando o lascamento devido à estrutura solta a altas temperaturas. - Fundição de metais não ferrosos: Revestimentos de fornos de refinação e células eletrolíticas.
Os metais não ferrosos fundidos (p. ex., alumínio, cobre) e os eletrólitos são propensos à penetração. A baixa porosidade reduz o risco de “corrosão por penetração” e aumenta a resistência do material ao choque térmico (minimizando a concentração de tensões térmicas provocadas pelos poros). - Fornos de alta temperatura: Tijolos refractários para zonas de queima de alta temperatura
Os materiais de baixa porosidade têm maior compactação, podem suportar cargas de alta temperatura acima dos 1700 °C e reduzem a retração de volume a altas temperaturas (baixa retração de requeima), garantindo a estabilidade estrutural do forno.
3.º Necessidade de “alta porosidade”: Em que cenários a baixa porosidade é inadequada?
Quando o cenário de aplicação exige resistência ao choque térmico, isolamento térmico e permeabilidade ao ar , a compactação excessivamente elevada (porosidade muito baixa) torna-se uma desvantagem. Nestes casos, é preferível o coríndon tabular com porosidade média a alta:
- Cenários que exigem elevada resistência ao choque térmico: Portas de fornos e peças sujeitas a aquecimento/arrefecimento rápido.
Os materiais de baixa porosidade apresentam uma elevada condutividade térmica. Durante ciclos alternados de calor e frio a altas temperaturas, grandes diferenças de temperatura entre o interior e o exterior geram facilmente grande stress térmico, provocando fissuras no material. Em contraste, a porosidade média a alta (geralmente 15% a 25%) pode “amortecer o stress térmico” através dos poros, melhorando a resistência ao choque térmico (por exemplo, revestimento de tijolos para a zona de têmpera de fornos cerâmicos). - Cenários de isolamento térmico: Camadas de isolamento de fornos de alta temperatura.
Os poros (especialmente os poros fechados) bloqueiam a transferência de calor. O coríndon tabular com elevada porosidade (frequentemente composto com agregados leves) apresenta menor condutividade térmica e melhor desempenho de isolamento. A utilização de materiais de baixa porosidade levaria à rápida dissipação de calor do forno e ao aumento do consumo de energia. - Cenários que requerem permeabilidade ao ar: Materiais filtrantes e tijolos permeáveis.
Em aplicações como a filtração de metais não ferrosos e a agitação de aço fundido por injeção de gás, o material necessita de um certo nível de permeabilidade ao ar. Nesse momento, a porosidade deve ser controlada dentro de um intervalo razoável (por exemplo, 20% a 30%) para garantir a passagem do fluido sem fugas. Uma baixa porosidade bloquearia diretamente os canais permeáveis ao ar.
