Ildfaste materialer, materialer som tåler høye temperaturer uten å bli ødelagt (om metalliske ildfaste materialer, se høytemperaturlegeringer).

Keramiske materialer anvendes mest i form av stein til utmuring av ildsteder og industriovner, men det finnes også støpemasser, mørtel og plastiske masser som tørkes og herdes ved sintring på stedet. Det finnes et stort utvalg av ildfaste materialer som imøtekommer krav som kjemisk motstandsdyktighet, tilstrekkelig høy mykningstemperatur, mekanisk styrke, varmeledningsevne, varmeutvidelseskoeffisient og elektrisk isolasjons- eller ledningsevne. Porøse ildfaste materialer er varmeisolerende og lages oftest ved tilsetting av sagflis, som brenner bort under produksjonen og etterlater hulrom.

De viktigste ildfaste materialer består kjemisk sett av silikater, oksider eller karbider, ofte i blanding, men rene kjemiske forbindelser har høyere smeltepunkt enn blandinger. Små tilsatser av f.eks. ildfast leire til karbider eller oksider vil via diffusjonsprosesser bidra til å sintre de rene mineralkorn sammen uten at disse smelter.

Den viktigste typen er chamottestein (se chamotte) som fremstilles av ildfast leire, aluminiumsilikat med lavt innhold av kalk, jern og alkali. Slik stein tåler opptil ca. 1400 °C. Andre typer er magnesittstein (magnesiumoksid), silikatstein, 98 % kvarts, stein basert på aluminiumoksid (korund, bauxitt) og stein av silisiumkarbid.

Ut over de nevnte råstoffer lages det ildfaste materialer av oksider av krom, zirkonium, beryllium, thorium m.fl., samt av materialer på basis av karbon. De sistnevnte kan dog bare brukes i nøytralt eller reduserende miljø.

Tre, tekstiler m.m. kan gjøres tilnærmet ildfaste ved impregnering med egnede salter som fosfater, borater eller ammoniumforbindelser. En rekke bromerte organiske flammehemmere anvendes særlig i elektriske og elektroniske produkter som kretskort. Bruken av noen av disse har i den senere tid vært sterkt omdiskutert, da de brytes langsomt ned i naturen og kan potensielt ha helse- og miljøskadelige effekter. Det finnes også brannhemmende malinger som smøres utenpå trevirke.

Virkemåten for brannhemmende impregnering og maling er først og fremst at de skummer opp og danner et belegg som hindrer oksygen i å nå frem og reagere med materialene. De kan i tillegg ha varmeisolerende virkning og utløse varmeforbrukende reaksjoner og avspalting av gasser, særlig ammoniakk, NH3, som kveler ilden. Impregnerte materialer hemmer utviklingen av en brann, men beskyttelsen er av begrenset verdi dersom ilden først har fått godt tak.

Til brannisolasjon brukes materialer som kan tåle høy temperatur fra én side en begrenset tid før varmen slår igjennom. Etter en slik påkjenning er materialet ødelagt. Brannskott, brannsikre pengeskap o.l. er laget bl.a. av slike materialer. Effekten oppnås dels ved at materialet har lav varmeledningsevne, men først og fremst ved at det inneholder kjemisk bundet vann som, så lenge det er noe igjen, holder temperaturen nede på ca. 100 °C. Et klassisk brannisolasjonsmateriale er gips, CaSO4 · 2H2O, som inneholder 21 % lett bundet vann. En gipsplate på ca. 4 cm kan tåle 1000 °C på den ene siden i ca. 30 min før temperaturen på den andre siden når vesentlig over 100 °C.

Som engangsbeskyttelse mot store varmepåkjenninger, særlig for romfartøyer som utsettes for intens friksjonsvarme i atmosfæren, brukes belegg av organiske stoffer med en nokså komplisert virkemåte. Materialet fordampes langsomt og spaltes fra overflaten og innover. I prosessen etterlates en porøs skorpe av karbon, som kjøles av gassen som dannes ved spaltingen av materialet innenfor. Karbonet er svart og stråler effektivt ut varme. Gassene som dannes, legger seg som en varmeisolerende film på overflaten og begrenser varmeoverføringen og beskytter delvis mot oksidasjon. Varmeskjold i romfartøyer består gjerne av en blanding av nylonfibrer og fenolharpiks.

Høyeste brukstemperatur
Magnesia (MgO) ca. 2300 °C
Zirkon (ZrO2SiO2) ca. 1700 °C
99% alumina (Al2O3) ca. 1800 °C
Silisiumkarbid (SiC) ca. 1650 °C
Syntetisk mulitt (3(Al2O3 )2(SiO2)) ca. 1700 °C
Silika (SiO2) ca. 1700 °C
Chamotte ca. 1400 °C1

1Ved høy kvalitet

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.