Kolloidale Kieselsäure ist ein nanoskaliges Material, das in industriellen Bereichen wie Keramik und feuerfesten Materialien weit verbreitet ist. Insbesondere kolloidales Siliciumdioxid mit großer Partikelgröße hat sich aufgrund seiner einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften zu einem idealen Material für diese Hochtemperaturanwendungen entwickelt. Im Folgenden wird erklärt, warum großteiliges kolloidales Siliciumdioxid unter den Gesichtspunkten der Struktur, Stabilität, Bindungskraft, Hitzebeständigkeit usw. von kolloidalem Siliciumdioxid in großem Umfang in Keramik und feuerfesten Materialien verwendet werden kann.

1. Einfluss der Partikelgröße auf die Materialeigenschaften
Unter kolloidaler Kieselsäure mit großen Partikeln versteht man im Allgemeinen Kieselsäurepartikel mit einem Partikeldurchmesser zwischen 50 Nanometern und 100 Nanometern. Im Vergleich zu kleinteiligem Kieselsol weisen großteilige Partikel eine höhere mechanische Festigkeit und eine stabilere Leistung auf. Aufgrund dieser Eigenschaften zeigt großteiliges kolloidales Siliciumdioxid eine gute Leistung in Keramik und feuerfesten Materialien. Beispielsweise können im Herstellungsprozess von Keramik großteilige Partikel gleichmäßiger im Matrixmaterial verteilt werden, um eine dichtere Struktur zu bilden und dadurch die Festigkeit und Haltbarkeit des Materials zu verbessern.

2. Hochtemperaturstabilität von kolloidalem Siliciumdioxid
Keramik und feuerfeste Materialien müssen unter Hochtemperaturbedingungen eine stabile Struktur beibehalten. Kolloidales Siliciumdioxid ist aufgrund seiner guten Leistung bei hohen Temperaturen zu einem wichtigen Bestandteil dieser Materialien geworden. Kolloidales Siliciumdioxid mit großer Partikelgröße weist eine bessere Hochtemperaturstabilität auf, lässt sich nicht leicht zersetzen oder verflüchtigen und kann auch bei hohen Temperaturen weiterhin Unterstützung bieten. Seine Stabilität beim Hochtemperaturbrennen kann wirksam verhindern, dass sich das Material bei hohen Temperaturen verformt oder reißt, und die Gesamtqualität des Produkts sicherstellen.
Bei feuerfesten Materialien ist die Temperaturwechselbeständigkeit des Materials in einer Hochtemperaturumgebung von entscheidender Bedeutung. Kolloidales Siliciumdioxid mit großer Partikelgröße kann die Thermoschockbeständigkeit von feuerfesten Materialien verbessern und die Risse reduzieren, die durch Ausdehnung oder Kontraktion des Materials bei wiederholten Hochtemperatur-Wärmezyklen entstehen, wodurch die Lebensdauer der feuerfesten Materialien verlängert wird.

3. Die Bindungskraft von kolloidalem Siliciumdioxid
Eine weitere wichtige Funktion von kolloidalem Siliciumdioxid in Keramik und feuerfesten Materialien ist die Verwendung als Bindemittel. Kolloidale Kieselsäure mit großer Partikelgröße hat starke Adhäsionseigenschaften und kann verschiedene körnige Materialien fest miteinander verbinden, um eine dichte Struktur zu bilden. Diese starke Bindungskraft ist besonders wichtig für Keramikmaterialien, da sie dafür sorgt, dass die Keramikprodukte beim Hochtemperatursintern ihre strukturelle Integrität bewahren, die nach dem Sintern entstehende Porosität verringert und die Dichte und Festigkeit des Endprodukts verbessert.
Durch die Zugabe von kolloidaler Kieselsäure kann auch die Sintertemperatur keramischer Materialien gesenkt werden, wodurch der Energieverbrauch gesenkt und die Produktionseffizienz verbessert wird. Aufgrund seiner guten Fließfähigkeit lässt sich großteiliges Kieselsol beim Auftragen leichter auftragen und kann gleichmäßig in verschiedenen Teilen von Keramik oder feuerfesten Materialien verteilt werden, um die Produktkonsistenz sicherzustellen.

4. Verstärkung in feuerfesten Materialien
Großteilige kolloidale Kieselsäure kann nicht nur als Bindemittel, sondern auch als Verstärkungsmittel dienen, um die Leistung feuerfester Materialien zu verbessern. Feuerfeste Materialien müssen ihre Struktur und Funktion unter extrem hohen Temperaturbedingungen beibehalten. Kolloidales Siliciumdioxid verfügt über eine hohe Feuerfestleistung und kann seine physikalischen und chemischen Eigenschaften auch in Umgebungen mit hohen Temperaturen stabil beibehalten, wodurch das Material zusätzlich gestützt wird. Darüber hinaus können Silica-Partikel die winzigen Poren im feuerfesten Material füllen, das Eindringen und die Diffusion von Gasen verringern und so die antioxidativen Eigenschaften des Materials verbessern.

Feuerfeste Materialien müssen während des Gebrauchs oft rauen Umgebungen wie hohen Temperaturen und hohem Druck standhalten. Großteiliges kolloidales Siliciumdioxid weist in dieser Umgebung eine gute Korrosionsbeständigkeit auf, kann der Erosion chemischer Reaktionen wirksam widerstehen und die Lebensdauer des Materials verlängern.

5. Verbesserung der Materialverschleißfestigkeit
Keramik und feuerfeste Materialien werden während des Gebrauchs häufig abgenutzt, insbesondere in industriellen Umgebungen, wo Materialien häufig physikalischen Belastungen wie Reibung und Stößen ausgesetzt sind. Die hohe Härte großteiliger kolloidaler Kieselsäure ermöglicht es, die Verschleißfestigkeit des Materials zu verbessern und so den durch Reibung verursachten Oberflächenverlust zu reduzieren. Dies ist besonders wichtig für den Langzeiteinsatz von feuerfesten Materialien, da der Verschleiß der feuerfesten Materialien ihre Schutzfunktion beeinträchtigt und zu einem häufigeren Austausch führt.
Im Keramikbereich kann kolloidales Siliciumdioxid die Verschleißfestigkeit von Produkten verbessern und das Finish von Keramikoberflächen verbessern. Großteilige Silica-Partikel können beim Sintern eine glattere Oberfläche bilden, wodurch das Erscheinungsbild von Keramikprodukten verbessert und gleichzeitig deren Oberflächenrauheit verringert wird.

6. Umweltschutz und Nachhaltigkeit
Großteilige kolloidale Kieselsäure ist anderen Bindemitteln und Verstärkungsmitteln nicht nur in der Leistung überlegen, sondern weist auch gute Umwelteigenschaften auf. Kieselsäure selbst ist ein ungiftiges und harmloses Material, das bei der Herstellung und Anwendung keine Schadstoffe freisetzt. Darüber hinaus kann kolloidales Siliciumdioxid die Sintertemperatur von Keramik und feuerfesten Materialien senken und so den Energieverbrauch und die Kohlenstoffemissionen reduzieren, was den Anforderungen einer nachhaltigen Entwicklung entspricht.