De afgelopen twee jaar is de technologische ontwikkeling van thermische-runaway-beschermingsmaterialen voor nieuwe energiebatterijen een belangrijke factor geworden. Klanten vragen daarom steeds vaker om verbeterde thermische isolatieprestaties in combinatie met keramische ablatieweerstand, een belangrijke eigenschap om vlammen te weerstaan.
Sommige toepassingen vereisen bijvoorbeeld vlamablatietemperaturen aan de voorzijde van 1200 °C, terwijl de temperaturen aan de achterzijde onder de 300 °C blijven. In materialen voor de lucht- en ruimtevaart vereist acetyleenvlamablatie aan de voorzijde bij 3000 °C temperaturen aan de achterzijde van minder dan 150 °C. Een bijzondere uitdaging is de toegenomen vraag naar compressieprestaties in keramisch siliconenschuim, dat zowel een lage compressievervorming als een uitstekende thermische isolatie bij hoge temperaturen vereist. Deze materialen stellen samen nieuwe eisen aan de thermische isolatie van de keramisatietechnologie.
Specifieke prestatievereisten (alleen ter referentie):
Verwarm het monster op een verwarmingsplatform zoals hieronder weergegeven. Houd het hete oppervlak gedurende 10 minuten op 600 ± 25 °C. Oefen een spanning van 0,8 ± 0,05 MPa uit bij de testtemperatuur en zorg ervoor dat de temperatuur van het achteroppervlak onder de 200 °C blijft.
Vandaag vatten we deze punten samen ter referentie.
1. Synthetisch calciumsilicaat – Witte vulstof voor thermische isolatie
Synthetisch calciumsilicaat bestaat in twee vormen: poreuze/bolvormige structuren en keramische vezelachtige vezelstructuren. Ondanks de verschillen in samenstelling en morfologie, dienen beide als uitstekende, hittebestendige, thermische isolatievulstoffen.
Synthetische calciumsilicaatvezel is een milieuvriendelijke enveilig thermisch isolatiemateriaalMet een hoge temperatuurbestendigheid tot 1200-1260 °C. Speciaal bewerkt synthetisch calciumsilicaatvezelpoeder kan dienen als vezelversterkt materiaal voor hogetemperatuurisolatie.
Synthetisch poreus of bolvormig calciumsilicaat kenmerkt zich door een hoge witheid, eenvoudige inbouw, een rijke nanoporeuze structuur, extreem hoge olie-absorptiewaarden (tot 400 of hoger) en afwezigheid van slakkenballen of grote deeltjes. Het heeft bewezen toepassingen in hittebestendige isolatie en brandwerende panelen, wat de haalbaarheid aantoont van integratie in gekeramiseerde ablatiebestendige materialen voor hogetemperatuurisolatie.
Andere toepassingen zijn onder meer: vloeibare additieven in poedervorm, isolerende poedercoatings die bestand zijn tegen hoge temperaturen, dragers van parfumadsorbentia, antidruppelmiddelen, wrijvingsmaterialen voor remblokken, lagedruk siliconenrubber en zelfontledende siliconenolie, papiervulstoffen, etc.
2. Gelaagd poreus magnesiumaluminiumsilicaat– Thermische isolatie en hogetemperatuurbestendigheid
Dit silicaatmineraal vereist calcinatie bij hoge temperaturen met een vuurvastheid tot 1200 °C. Het bestaat voornamelijk uit magnesiumaluminiumsilicaat en heeft een rijke, gelaagde poreuze structuur die een hoge bindingssterkte, uitstekende waterbestendigheid, een langere vuurvastheidsduur en een hoge kosteneffectiviteit biedt.
De belangrijkste functies zijn onder meer hogetemperatuurisolatie, dichtheidsreductie, verbeterde vuurvastheid en verbeterde ablatieweerstand en thermische isolatie voor koolstoflagen en -behuizingen. Toepassingen zijn onder andere keramische isolatiematerialen, hoogwaardige brandwerende coatings, vuurvaste isolatiematerialen en ablatiebestendige thermische isolatiematerialen.
3. Keramische microbolletjes – Hoge temperatuurbestendigheid, thermische isolatie, druksterkte
Holle glazen microbolletjes zijn ongetwijfeld uitstekende thermische isolatiematerialen, maar hun temperatuurbestendigheid is onvoldoende. Hun verwekingspunt ligt doorgaans tussen 650 en 800 °C, met smelttemperaturen van 1200 tot 1300 °C. Dit beperkt hun toepassing tot thermische isolatie bij lage temperaturen. Bij hogere temperaturen, zoals keramisatie en ablatieweerstand, worden ze minder effectief.
Onze holle keramische microbolletjes lossen dit probleem op. Ze zijn voornamelijk samengesteld uit aluminosilicaat en bieden hoge temperatuurbestendigheid, uitstekende thermische isolatie, hoge vuurvastheid en superieure breukvastheid. Toepassingen zijn onder andere siliconenkeramische additieven, vuurvaste isolatiematerialen, hogetemperatuuradditieven voor organische harsen en hittebestendige rubberadditieven. Belangrijke sectoren zijn onder meer de lucht- en ruimtevaart, diepzee-exploratie, composietmaterialen, coatings, vuurvaste isolatie, de petroleumindustrie en isolatiematerialen.
Dit is een hittebestendiger hol bolvormig micropoeder dat extreem gemakkelijk te verwerken is (in tegenstelling tot holle glazen microbolletjes, die vooraf gedispergeerd of aangepast moeten worden voor een correcte toevoeging) en een uitstekende scheurbestendigheid vertoont. Het onderscheidende kenmerk is dat het een oppervlakte-open materiaal is dat niet op water drijft, waardoor het relatief gemakkelijk dikker wordt en bezinkt.
Bovendien wordt kort melding gemaakt vanaerogelpoeder—een synthetisch poreus silica-isolatiemateriaal. Aerogel staat algemeen bekend als een uitstekende thermische isolator, verkrijgbaar in hydrofobe/hydrofiele varianten. Dit maakt de selectie van geschikte behandelingsmethoden mogelijk op basis van harssubstraten, waarmee de uitdagingen van ultralichte dispersie van aerogelpoeder worden aangepakt en de dispergeerbaarheid ervan wordt verbeterd. Aerogelpasta's op waterbasis zijn ook verkrijgbaar voor eenvoudige verwerking in waterige systemen.
De unieke poreuze thermische isolatie-eigenschappen van aerogelpoeder maken de toepassing ervan mogelijk in: – Rubber- en kunststofadditievendragers – Thermische isolatiematerialen voor nieuwe energiebatterijen – Bouwisolatiecoatings – Thermisch isolerende textielvezels – Bouwisolatiepanelen – Brandwerende thermische isolatiecoatings – Thermisch isolerende lijmen.
Plaatsingstijd: 22-09-2025
