Σε βιομηχανικά περιβάλλοντα υψηλών θερμοκρασιών, η επιλογή των πυρόστακτων υλικών είναι κρίσιμη.Προτιμάται για την εξαιρετική συμπιεστική αντοχή και την αντοχή στην φθορά σε υψηλές θερμοκρασίεςΩστόσο, τα υλικά αυτά παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές στη σύνθεση, στις φυσικές ιδιότητες και στα σενάρια εφαρμογής.Η ανάλυση αυτή παρέχει στους μηχανικούς και τους ειδικούς υλικών ολοκληρωμένες γνώσεις για τη διευκόλυνση της τεκμηριωμένης λήψης αποφάσεων.
Το κορούντιο αποτελείται κυρίως από οξείδιο του αλουμινίου υψηλής καθαρότητας (Al2O3), με το κορούντιο να χρησιμεύει ως βασική κρυσταλλική φάση.Οι κατασκευαστές ελέγχουν αυστηρά την καθαρότητα της πρώτης ύλης για να ελαχιστοποιήσουν τις ακαθαρσίες όπως τα ελεύθερα πυριτικάΗ πυκνή κρυσταλλική δομή του υλικού, που σχηματίζεται κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης, παρέχει εξαιρετική μηχανική αντοχή και αντοχή κάτω από ακραίες θερμικές και μηχανικές πιέσεις.
Αυτό το σύνθετο υλικό συνδυάζει κορούντιο, μουλίτη (3Al2O3·2SiO2) και μικρά συστατικά αλουμινίου.Η διαδικασία κατασκευής απαιτεί ακριβή έλεγχο των αναλογιών υλικών και των παραμέτρων συγκόλλησης για την επίτευξη βέλτιστης κατανομής μικροδομής, με αποτέλεσμα ανώτερα χαρακτηριστικά απόδοσης.
Το τούβλο κορούντου παρουσιάζει υψηλότερη πυκνότητα (3,1-3,8 g/cm3) σε σύγκριση με το τούβλο κορούντου-μουλιτίου (2,9-3,2 g/cm3), αντανακλώντας μεγαλύτερη συμπαγή υλικού και μειωμένη πορώσεια.Αυτή η διαφορά πυκνότητας επηρεάζει άμεσα τη μηχανική αντοχή και την αντοχή στην διάβρωση.
Σε θερμοκρασία 1600 °C, το τούβλο κορούνθου διατηρεί αντοχή συμπίεσης άνω των 120 MPa, ξεπερνώντας το τούβλο κορούνθου-μουλιτίου (80-90 MPa).Αυτό το πλεονέκτημα οφείλεται στο υψηλότερο περιεχόμενο κρυσταλλικής φάσης του τούβλου κορούντου και στην πυκνότερη μικροδομή.
Η εξαιρετική αντοχή στο φθοράς του τούβλου κορούντου, που προέρχεται από την υψηλή περιεκτικότητά του σε κορούντιο (δεύτερο μόνο στο διαμάντι ως προς την σκληρότητα), το καθιστά ιδανικό για αθρεπτικά περιβάλλοντα.Ενώ τα τούβλα κορούνδου-μουλίτη προσφέρουν καλή αντοχή στην φθορά, η απόδοσή του είναι ελαφρώς κατώτερη λόγω της χαμηλότερης σκληρότητας του mullite.
Και τα δύο υλικά παρουσιάζουν εξαιρετική θερμική σταθερότητα, διατηρώντας τη δομική ακεραιότητα σε εύρους λειτουργίας 1400 °C-1800 °C χωρίς παραμόρφωση ή υποβάθμιση.
Το τούβλο κορούντου παρουσιάζει ελαφρώς χαμηλότερη θερμική επέκταση (6,0 × 10−6/°C σε 900 °C) από το τούβλο κορούντου-μουλιτίου (7,0 × 10−6/°C),το οποίο το καθιστά προτιμότερο για εφαρμογές που απαιτούν ελάχιστες αλλαγές διαστάσεων κατά τη διάρκεια του θερμικού κύκλου.
Η επιλογή υλικού πρέπει να λαμβάνει υπόψη:
Το τούβλο κορούντου είναι γενικά προτιμώμενο για ακραίες θερμοκρασίες και μηχανικές συνθήκες έντασης χωρίς σημαντική διάβρωση,Ενώ το τούβλο κορούντου-μουλίτη υπερέχει σε όξινα περιβάλλοντα ή σε καταστάσεις που απαιτούν αυξημένη αντοχή σε θερμικά σοκ.
Και τα δύο ανθεκτικά υλικά προσφέρουν ξεχωριστά πλεονεκτήματα προσαρμοσμένα στις ειδικές απαιτήσεις λειτουργίας.Ενώ το τούβλο κορούντου-μουλίτη παρέχει καλύτερη αντοχή στη διάβρωση και αντοχή σε θερμικά σοκΟι μελλοντικές έρευνες θα πρέπει να επικεντρωθούν στη βελτιστοποίηση μικροδομικών στοιχείων και στις οικονομικά αποδοτικές μεθόδους παραγωγής για την κάλυψη των εξελισσόμενων βιομηχανικών απαιτήσεων.