美国 ZIRCAR Ceramics PATI 增强型氧化铝高温材料
PATI 是一种独特的增强型优质绝缘材料，适用于最高使用温度为 1720°C (3128°F) 的先进热力系统
描述
ZIRCAR Ceramics 的氧化铝 PATI 型耐火材料是一种独特的复合材料，由多晶氧化铝纤维和连续长丝增强纤维紧密结合在莫来石基体中构成。
PATI 是 ZIRCAR Ceramics 氧化铝 SALI 型耐火材料的延伸产品，它是一种高强度、低密度、刚性耐火结构，为要求最苛刻的高温应用带来了全新的实用性。
众所周知，所有刚性陶瓷纤维产品在极端热冲击条件下都会开裂。
而 PATI 的增强纤维即使在经历多次应力性热循环后，也能使其保持初始安装状态。
PATI 经过预烧处理，不含任何有机物，并已成功应用于运行温度高达 1720°C (3128°F) 的先进热力系统中。
其精细的开孔结构使 PATI 能够被切割成精确的尺寸。
PATI 具有优异的耐化学腐蚀性，不受油和水的影响。但它会受到氢氟酸、磷酸和强碱的影响。
典型特性与性能参数
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 典型化学成分（Typical Composition） | |
| Al₂O₃ | 80% |
| SiO₂ | 20% |
| 水分及有机物含量（Moisture & Organic Content） | 0% |
| 粘结剂类型（Bond） | 二氧化硅（Silica） |
| 密度（Density） | 0.48 g/cc（30 pcf） |
| 开口气孔率（Open Porosity） | 84% |
| 最高使用温度*（Maximum Use Temperature） | 1720°C（3182°F） |
| 熔点（Melting Point） | 1870°C（3392°F） |
| 颜色（Color） | 白色 |
| 线性收缩率‡（Linear Shrinkage） | |
| 1700°C（3092°F）保温3小时 | -1.13% |
| 抗弯强度**（Flexural Strength） | 3.34 MPa（485 psi） |
| 抗压强度**（Compressive Strength） | 1.35 MPa（195 psi，压缩变形量为10%时） |
| 比热容（Specific Heat） | 1047 J/(kg·K)（0.25 BTU/(lb·°F)） |
| 热膨胀系数（CTE）‡ª | |
| 室温至1100°C（1832°F），×10⁻⁶/°C（×10⁻⁶/°F） | 8.0（4.5） |
| 抗下垂/变形性能（SAG/Distortion） | |
| 试样尺寸：6″ × 1″ × 1″，跨度：5″；1650°C（3002°F）保温24小时后 | 2% |
| 导热系数（Thermal Conductivity）** | |
| 测试标准 | ASTM C177-76 |
| 400°C（752°F） | 0.20 W/(m·K)（1.3 BTU/(hr·ft²·°F/in)） |
| 525°C（977°F） | 0.25 W/(m·K)（1.7 BTU/(hr·ft²·°F/in)） |
| 800°C（1472°F） | 0.31 W/(m·K)（2.1 BTU/(hr·ft²·°F/in)） |
| 1100°C（2012°F） | 0.34 W/(m·K)（2.4 BTU/(hr·ft²·°F/in)） |
| 1400°C（2552°F） | 0.39 W/(m·K)（2.9 BTU/(hr·ft²·°F/in)） |
软化温度
| 材料组成 | 软化温度 |
|---|---|
| SALI基体（SALI Matrix） | 1100°C（2012°F） |
| 增强纤维（Reinforcing Fiber） | 1260°C（2300°F） |
数据说明
本文提供的数据旨在帮助用户判断该材料是否适用于其具体应用场景。
上述数据仅代表该产品性能及特性的典型值，不应直接用于制定产品技术规格。
最高使用温度取决于多种因素，包括材料承受的热应力和机械应力，以及材料所处的化学环境。
** 标注的性能参数是在平行于板材厚度的方向上测得。
‡ 标注的性能参数是在垂直于板材厚度的方向上测得。
ª 热膨胀系数（CTE）依据ASTM C-372标准测定。测试条件：试样为1/2英寸见方，施加0.5 psi载荷，升温/降温速率为3°C/min，空气气氛。
8 软化温度是指在测定热膨胀系数（CTE）时，试样在推杆载荷作用下发生屈服时对应的温度。
PATI材料的增强韧性与应用表现
PATI材料所具备的额外韧性，可以通过上方左侧图片中的示例看出。
在三点弯曲（抗折强度，MOR）测试中，PATI试样条虽然会发生断裂，但断裂后的部分不会完全分离。相比之下，其他未经增强的刚性纤维隔热材料在断裂后通常会完全断开，如上方右侧图片所示。
图片展示的是一个PATI圆筒。该圆筒从其所应用的1600°C（2912°F）高温热处理系统中取出后，仍保持完整。
PATI材料的独特之处在于，即使出现典型的热冲击裂纹，仍能保持整体结构完整。得益于增强纤维结构，该圆筒可以经历多次热处理循环；每次从系统中取出时仍保持完整，随后可以与其他新部件一起重新安装，并继续投入使用，经历更多循环。
最终效果是降低设备的整体使用成本。
