Una cenosfera es una esfera ligera, inerte y hueca hecha principalmente de sílice y alúmina [1] y llena de aire o gas inerte, que normalmente se produce como un subproducto de la combustión de carbón en las centrales térmicas . El color de las cenosferas varía de gris a casi blanco y su densidad es de aproximadamente 0.4-0.8 g / cm 3 (0.014-0.029 lb / cu in), lo que les da una gran flotabilidad .
Las cenósferas son duras y rígidas, ligeras, impermeables, inocuas [ cita requerida ] y aislantes. Esto los hace muy útiles en una variedad de productos, especialmente rellenos . Las cenosferas se utilizan ahora como cargas en el cemento para producir hormigón de baja densidad . [2] Un artículo de 2016 informa que algunos fabricantes han comenzado a llenar metales y polímeros con cenoesferas para fabricar materiales compuestos livianos con mayor resistencia que otros tipos de materiales de espuma . [3] Estos materiales compuestos se denominan espuma sintáctica . Las espumas sintácticas a base de aluminio están encontrando aplicaciones en elsector automotriz . [ cita requerida ]
Plata cenosferas recubiertas se utilizan en conductores revestimientos, azulejos y telas. Otro uso es en pinturas conductoras para revestimientos antiestáticos y blindaje electromagnético . [4]
Etimología
La palabra cenosfera se deriva de dos palabras griegas, κενός ( kenos : hueco, vacío) y σφαίρα ( sphaira : esfera), que literalmente significa "esfera hueca". [5]
Producción
El proceso de combustión de carbón en centrales térmicas produce cenizas volantes que contienen partículas cerámicas compuestas principalmente de alúmina y sílice . Se producen a temperaturas de 1.500 a 1.750 ° C (2.730 a 3.180 ° F) mediante una complicada transformación química y física. Su composición química y estructura varía considerablemente según la composición del carbón que los generó.
Las partículas cerámicas de las cenizas volantes tienen tres tipos de estructuras. El primer tipo de partículas son sólidas y se denominan precipitadores . El segundo tipo de partículas son huecas y se denominan cenosferas . El tercer tipo de partículas se denominan plerosferas , que son partículas huecas de gran diámetro llenas de precipitadores y cenosferas de menor tamaño.
Cenosferas de combustible o aceite
La definición de cenosfera ha cambiado en los últimos 30 años. Hasta la década de 1990 se limitaba a una esfera en gran parte carbonosa causada por la combustión deficiente en oxígeno de una gota de combustible líquido que se enfriaba por debajo de 200 ° C (392 ° F) antes de consumirse. Estas cenosferas de combustible indicaron una fuente de combustión utilizando gotitas de combustible inyectadas o la quema a cielo abierto de combustibles líquidos pesados como el asfalto o un material termoplástico que burbujeaba al quemarse; el estallido de las burbujas creó gotas de combustible en el aire. [6] [7] Esta sigue siendo una definición común utilizada en microscopía ambiental para diferenciar entre la combustión ineficiente de combustibles líquidos y las cenizas volantes de alta temperatura que resultan de la combustión eficiente de combustibles con contaminantes inorgánicos. Las cenosferas de combustible son siempre negras. [8]
La cenosfera refractaria como se define anteriormente es sinónimo de microglobos o microesferas de vidrio y excluye la definición tradicional de cenosferas de combustible. [9] El uso del término cenosphere en lugar de microbalones está muy extendida, y se ha convertido en una definición adicional.
Aplicaciones
- Espuma sintáctica [10]
- Núcleos de estructura sándwich [11]
Ver también
- Cenocell : material de hormigón que utiliza cenizas volantes en lugar de cemento
- Cenizas volantes - Residuos de la combustión del carbón.
- Microesferas de vidrio
- Microperlas (investigación)
Referencias
- ^ Kim, HS; Islam, M. (2009). "Espumas sintácticas como materiales de construcción constituidas por microesferas huecas inorgánicas y aglutinante de almidón". En Cornejo, Donald N .; Haro, Jason L. (eds.). Materiales de construcción: propiedades y prestaciones y aplicaciones . Hauppauge, Nueva York: Nova Science Publishers. págs. 1-56. ISBN 9781607410829.
- ^ Ranjbar, Navid; Kuenzel, Carsten (1 de noviembre de 2017). "Cenosferas: una revisión". Combustible . 207 : 1–12. doi : 10.1016 / j.fuel.2017.06.059 .
- ^ Pandey S, Venkat ANC, Mondal DP, Majumdar JD, Jha AK, Rao H & Kumar H (2016) Efecto del tamaño de la cenosfera y la fracción de volumen en la microestructura y el comportamiento de deformación de la espuma sintáctica Ti-cenosfera hecha a través de la ruta de la metalurgia de polvos . Rendimiento y caracterización de materiales, 5 (1), 266-288 ( currículum ).
- ^ "Acerca de nuestros productos: Cenosferas recubiertas de plata" . Camouflage.com.au . Consultado el 29 de mayo de 2013 .
- ^ Palabra griega # 2756 en Concordancia de Strong
- ^ McCrone, Walter C .; Draftz, Ronald G .; Delly, John Gustav (1967). El Atlas de partículas . Editores de ciencia de Ann Arbor. pag. 349.
- ^ Hopke, Philip K. (1985). Modelado de receptores en química ambiental . Wiley-Interscience. págs. 43–44 .
- ^ "Cenosferas de combustible diesel" . Microlabgallery.com . Consultado el 29 de mayo de 2013 .
- ^ Brady, George S .; Clauser, Henry R., eds. (1979). Manual de materiales (undécima ed.). McGraw-Hill. pag. 490.
- ^ MM Islam y HS Kim, "Técnica de procesamiento previo al molde para espumas sintácticas: modelado generalizado, teoría y experimento", Journal of Materials Processing Technology, Vol 211, pp.708-716, 2011.
- ^ MM Islam y HS Kim, "Compuestos tipo sándwich hechos de núcleo de espuma sintáctica y revestimiento de papel: comportamiento mecánico y de fabricación", Journal of Sandwich Structures and Materials, 2012, Vol 14 (1), pp.111-127.