Sifat isolasi termal dan prinsip ilmiah dari kain silika tinggi
Kain silika tinggi adalah bahan serat anorganik yang terdiri dari silikon dioksida dengan kemurnian tinggi, biasanya mengandung lebih dari 95% konten silika. Komposisi kimia yang unik ini memberikan resistensi luar biasa terhadap suhu tinggi, memungkinkannya untuk menahan kondisi ekstrem yang melebihi 1000 derajat Celcius di lingkungan penggunaan yang berkelanjutan. Mekanisme isolasi termal terutama bergantung pada penghalang udara berlapis-lapis yang dibentuk oleh struktur berserat, secara efektif menghalangi konduksi panas dan radiasi. Pada tingkat mikroskopis, struktur amorf kain silika tinggi secara bertahap berubah menjadi struktur cristobalite yang lebih stabil di bawah suhu tinggi, lebih meningkatkan stabilitas termal material. Data eksperimental menunjukkan bahwa konduktivitas termal dari kain silika setebal 2mm yang terasa hanyalah 0,036 W/m · K, mendekati efek isolasi udara stagnan. Karakteristik ini menjadikannya bahan isolasi yang sangat diperlukan untuk peralatan industri suhu tinggi, terutama unggul dalam proses yang membutuhkan kontrol suhu yang tepat.Aplikasi penting dari kain silika tinggi dalam keselamatan kebakaran
Di bidang perlindungan api, kain silika tinggi menunjukkan nilai yang tak tergantikan. Ketika terkena api terbuka, bahan tidak menghasilkan tetesan cair atau melepaskan gas beracun, dengan indeks oksigen yang membatasi (LOI) melebihi 28%, mengklasifikasikannya sebagai bahan penahan api. Memanfaatkan properti ini, produsen peralatan pemadam kebakaran telah mengembangkan generasi baru pemadam kebakaran yang mempertahankan integritas struktural ketika secara langsung menghubungi api, membeli waktu penyelamatan yang berharga untuk petugas pemadam kebakaran. Industri konstruksi memprosesnya menjadi bahan pengisi inti untuk tirai tahan api, secara efektif mencegah penyebaran api di lingkungan suhu tinggi. Terutama yang patut diperhatikan adalah kemampuan kain silika tinggi untuk memperluas secara volumetrik di bawah suhu tinggi, memungkinkannya untuk menyegel celah arsitektur dan membentuk penghalang api yang efektif. Beberapa percobaan kebakaran telah membuktikan bahwa sistem perlindungan yang menggabungkan kain silika tinggi dapat meningkatkan batas ketahanan api hingga lebih dari 120 menit.Keuntungan dari solusi perlindungan pengelasan kain silika tinggi
Operasi pengelasan menghasilkan percikan api dan slag mencapai suhu 2000 derajat Celcius, kondisi yang sering dikeluarkan oleh bahan pelindung tradisional untuk menahan jangka panjang. Selimut pengelasan yang terbuat dari kain silika tinggi tidak hanya secara efektif menangkap percikan terbang tetapi struktur berserat yang unik juga menyerap energi dampak, mencegah tetesan logam cair dari menembus lapisan pelindung. Data uji lapangan menunjukkan bahwa di bawah paparan berkelanjutan terhadap percikan las, masa pakai material ini melebihi produk fiberglass biasa lebih dari tiga kali. Kasus aplikasi dari yard pembuatan kapal menunjukkan pengurangan 67% dalam kecelakaan api di tempat setelah menerapkan sistem perlindungan pengelasan silika tinggi. Lebih penting lagi, bahan tersebut tidak mengandung zat beracun dan tidak melepaskan gas berbahaya pada suhu tinggi, secara signifikan meningkatkan lingkungan kesehatan kerja untuk operator pengelasan.Aplikasi inovatif dari kain silika tinggi dalam dirgantara
Pesawat ruang angkasa memasuki kembali atmosfer wajah pemanasan aerodinamis melebihi 1500 derajat Celcius, mengajukan tuntutan ekstrem pada sistem perlindungan termal. Kain silika tinggi, dengan stabilitas termal yang sangat baik dan konduktivitas termal yang rendah, telah menjadi bahan yang disukai untuk lapisan isolasi kapsul pengembalian. Insinyur menggabungkannya dengan resin fenolik untuk membuat bahan perlindungan termal ablatif ringan. Bahan gabungan ini mengalami reaksi pirolisis terkontrol pada suhu tinggi, membentuk hambatan termal yang efektif melalui lapisan karbonisasi. Khususnya, kain silika tinggi mempertahankan konstanta dielektrik yang stabil di bawah 3.8, memungkinkannya untuk memenuhi perlindungan termal dan persyaratan transmisi gelombang elektromagnetik secara bersamaan. Dalam sistem antena satelit, perisai isolasi termal yang terbuat dari bahan ini mempertahankan suhu operasi yang optimal untuk peralatan komunikasi tanpa mengurangi kualitas transmisi sinyal elektromagnetik.Analisis resistensi korosi kimia dari kain silika tinggi
Di luar resistensi suhu tinggi, kain silika tinggi menunjukkan resistensi luar biasa terhadap sebagian besar bahan kimia asam. Setelah 24 jam perendaman dalam larutan asam sulfat konsentrasi 95%, tingkat kehilangan massa tidak melebihi 3,5%. Properti anti-korosi ini berasal dari sifat kimia silikon dioksida yang secara inheren stabil, di mana gugus silanol pada permukaan serat menetapkan keseimbangan dengan ion hidrogen dalam larutan asam, mencegah korosi lebih lanjut. Pabrik kimia menggunakannya sebagai lapisan isolasi untuk ceret reaksi, memastikan efisiensi termal sambil menghindari risiko kebocoran peralatan yang disebabkan oleh korosi. Sektor teknik lingkungan memanfaatkan karakteristik ini untuk mengembangkan kantung filter yang tahan asam yang beroperasi jangka panjang dalam sistem pemurnian gas buang. Eksperimen mengkonfirmasi bahwa tas filter ini dapat mempertahankan layanan selama lebih dari 18 bulan di lingkungan asam dengan nilai pH 2-3, jauh melebihi batas daya tahan bahan filter organik biasa.
