Chociaż przyjęło się, że terminy „ceramika ogniotrwała” oraz „materiały ogniotrwałe” traktowane są jako synonimy, warto pamiętać, że istnieją również inne substancje, na przykład niektóre metale, które z powodzeniem mogą być użytkowane w środowisku o temperaturze powyżej 1500°C. Przyjrzyjmy się temu zagadnieniu bliżej.
Ceramika ogniotrwała – charakterystyka materiału
Stosowanie terminu „ceramika ogniotrwała” jako równoznacznego z „materiałami ogniotrwałymi” nie jest błędem. Robią tak chociażby producenci ceramicznych produktów przystosowanych do pracy w wysokich temperaturach, na przykład krakowska firma ZAMAC. Tym niemniej warto pamiętać, że niektóre metale również mogą być w ten sposób użytkowane, przynajmniej w określonych warunkach, np. bez obecności tlenu. Z tego względu warto rozróżnić dwie kategorie: żarowytrzymałość oraz żaroodporność.
- Żarowytrzymałość określa odporność danego materiału, na przykład czystego metalu lub stopu metali, na odkształcenia pod wpływem temperatury. Innymi słowy żarowytrzymałość sprawia, że dany materiał może z powodzeniem przenosić obciążenia, statyczne lub dynamiczne, w obecności wysokiej temperatury. Jest to charakterystyczna cecha m.in. wolframu, tytanu, molibdenu czy niobu.
- Z kolei żaroodporność określa odporność materiału na korozję gazową odbywającą się w środowisku o wysokiej temperaturze. Metale generalnie nie są żaroodporne – nawet złoto w temperaturze powyżej 100°C może reagować z ozonem, który przecież jest trójatomową odmianą tlenu. Dlatego aby chronić ich powierzchnię przed korozją, stosuje się dodatki w postaci tlenków innych metali (np. chromu lub glinu), ewentualnie tlenki krzemu.
Ceramika ogniotrwała do zastosowań przemysłowych jest nie tylko żarowytrzymała oraz żaroodporna, lecz także nie ulega zniszczeniu w sytuacji, gdy zostanie narażona na wielokrotne zmiany temperatury. A te mogą sięgać nawet kilku tysięcy stopni Celsjusza. Jest to materiał nieorganiczny i niemetaliczny, który powstaje w procesie wypalania oraz spiekania odpowiednio dobranych surowców, głównie tych mających wysoką temperaturę topnienia. Ceramika ogniotrwała jest odporna na ściskanie czy działanie czynników chemicznych. Jednocześnie źle znosi rozciąganie i zginanie, poza tym nie przewodzi prądu elektrycznego.
Zastosowanie ceramiki ogniotrwałej
Ceramika ogniotrwała jest zazwyczaj wykorzystywana do pracy w temperaturach przekraczających 1500°C, głównie w przemyśle. Wszelkiego rodzaju piece (martenowskie, do wytopu metali nieżelaznych, cementowe, szklarskie, tunelowe itp.) posiadają elementy wykonane z ceramiki ogniotrwałej. Podobnie jest ze sprzętem odlewniczym, komorami koksowniczymi, mieszalnikami oraz kadziami, a nawet ogniotrwałymi tkaninami ochronnymi – wszędzie tam znajdziemy specjalistyczną, ogniotrwałą ceramikę. Z kolei w laboratoriach znajdziemy ceramikę, która – poza ogniotrwałością – musi również posiadać właściwości ściśle związane z odpornością na działanie określonych żrących oraz niebezpiecznych substancji.
Na koniec warto pamiętać, że ceramika ogniotrwała może również przyjąć postać wszelkiego rodzaju kształtek czy płyt izolacyjnych wykonywanych na zamówienie, o dowolnej wielkości i przeznaczeniu. Producentem tego typu specjalistycznych materiałów ceramicznych jest krakowska firma ZAMAC.