La ceramica tecnica è stata esplorata e studiata per applicazioni ad alta temperatura per molti anni. Con lo sviluppo tecnologico, il materiale e le sue proprietà favorevoli hanno fatto molta strada per offrire vantaggi superiori. È interessante notare che il seguente articolo tratta questa proprietà. Carburo di silicio (Sic) e ossido di alluminio (Al2O3).
Proprietà di temperatura della ceramica
Ceramica ad alta temperatura Superano sempre le prestazioni di metalli e leghe. La resistenza termica, l'ampio intervallo di temperature di esercizio e l'elevata conduttività termica li rendono la scelta ideale per applicazioni specifiche. Le ceramiche tecniche vengono fondamentalmente personalizzate controllandone la struttura o le formulazioni per ottenere le proprietà desiderate.
Resistenza agli shock termici
La resistenza agli urti indica la capacità dei materiali di resistere a sbalzi di temperatura improvvisi o bruschi. Temperatura di fusione della ceramica ha la sua relazione con questa stessa proprietà. Pertanto, la valutazione del punto di fusione della ceramica è fondamentale nella progettazione dei sistemi. punto di fusione della ceramica comune è generalmente considerata a 2000 °C. Tuttavia, poiché la ceramica è un materiale fragile, qualsiasi improvvisa fluttuazione di temperatura provoca la rottura del materiale con uno shock termico indesiderato.
Conduttività termica
La conduttività termica ci dice il comportamento della temperatura attraverso un corpo materiale. Ad esempio, le pentole sono note per la loro distribuzione uniforme del calore al loro interno.
Quale metallo ha una conduttività termica più elevata? E la ceramica tecnica?
Una conduttività termica più elevata è assegnata a un valore pari o superiore a 400 W/Mk, che è per l'argento. Nella ceramica tecnica carburo di silicio è sempre in cima alla classifica, a sua volta noto per la sua durata e resistenza. La conduttività termica di Carburo di silicio è maggiore di 200 W/Mk
Coefficiente di dilatazione termica
Il movimento degli atomi attraverso un materiale ne provoca il rapido rigonfiamento in base alla temperatura applicata. Il basso coefficiente di dilatazione termica della ceramica la rende ideale per l'utilizzo in diverse applicazioni. Tendono a rimanere stabili in un'ampia gamma di temperature di esercizio.
Applicazioni di temperatura prominenti della ceramica tecnica
Ceramica ad alta temperatura contro ceramica ad altissima temperatura
Ceramica ad alta temperatura funziona in un intervallo di circa 650 °C sopra. Ceramica ad altissima temperatura Funzionano a temperature ancora più elevate. L'intervallo di temperatura di fusione è di circa 1500 °C o inferiore. Pertanto, trovano spesso applicazione in dispositivi a semiconduttore e componenti aerospaziali.
Il popolare ceramica ad altissima temperatura Sono in particolare materiali del gruppo IV come titanio, zirconio e afnio. Hanno un punto di fusione estremo, superiore a 4000 °C. Il valore di conduttività termica è generalmente superiore a 140 KW/Mk.
Rivestimenti ceramici ad alta temperatura: una tecnologia di nuova generazione
Rivestimenti ceramici ad alta temperatura garantiscono protezione e sono resistenti alla corrosione e alla ruggine. Rivestimenti ceramici ad alta temperatura Ritardano il trasferimento di energia attraverso il materiale. Le parti più vicine vengono protette dai danni causati dal calore. I rivestimenti conferiscono inoltre un aspetto brillante e contribuiscono a conferire un'estetica brillante, visiva e gradevole alle superfici su cui vengono applicati.
Carburo di silicio contro ossido di alluminio
ossido di alluminio E Carburo di silicio è un nome spesso utilizzato nel settore della ceramica per le sue eccezionali proprietà. ossido di alluminio ha migliori proprietà del materiale. Offrono buona resistenza, sono resistenti allo strappo e sono chimicamente stabili. Carburo di silicio d'altra parte è noto per la sua elevata conduttività elettrica e termica e buona resistenza alla temperatura. Alcune delle principali differenze e informazioni dettagliate su Carburo di silicio E ossido di alluminio è delineato di seguito.
Proprietà fisiche dell'ossido di alluminio e del carburo di silicio
Le proprietà fisiche di un materiale sono fondamentali per comprenderne e selezionarlo per le applicazioni desiderate. Includono i dati di base del materiale, il suo valore morfologico o il suo comportamento in relazione a temperatura, elettricità o calore.
Alcune delle proprietà fisiche più importanti di ossido di alluminio sono riportati di seguito:
|
OSSIDO DI ALLUMINIO (AL2O3) |
|
Formula dell'ossido di alluminio: Al2O3 |
|
Densità dell'allumina: 3,95 g /cm3 |
|
Peso molecolare di Al2O3 / o valore della massa molare dell'ossido di alluminio: 101 g/mol |
|
Punto di fusione Al2O3: 2072 °C |
|
Conduttività termica dell'allumina: 30W /mK |
|
Capacità termica specifica dell'allumina: 0,9 J/gC |
|
Conduttività elettrica dell'allumina: 10-12 - 10-14 S/cm |
|
Durezza dell'allumina: scala di 9 Mohs |
Alcune delle proprietà fisiche più importanti di Carburo di silicio sono riportati di seguito:
|
CARBURO DI SILICIO (SIC) |
|
Formula del carburo di silicio: SiC |
|
Densità del carburo di silicio: 3,21 g/cm3 |
|
Carburo di silicio Peso molecolare: 40 g/mol |
|
Punto di fusione della ceramica al carburo di silicio: 2700 °C |
|
Carburo di silicio Conduttività termica: 120-180 W /mK |
|
Capacità termica specifica del carburo di silicio: 750 J/kgK |
|
Carburo di silicio Conduttività elettrica: 107 ohm-cm |
|
Durezza del carburo di silicio: 9,5 mohs |
Carburo di silicio e la sua resistenza al calore
Conduttività termica del SiC è compreso tra 130 e 260 W/MK. È noto anche con il nome di carborundum. L'espansione termica è di circa 4 x 10-6 °C-1. I valori di espansione termica sono considerati generalmente inferiori a quelli dei comuni dispositivi a semiconduttore.
Struttura cristallina del carburo di silicio Ha una struttura tetraedrica. La natura stessa del suo cristallo lo rende più duro e a bassa densità. La maggiore conduttività termica, unita alla minore dilatazione termica, fa sì che il carburo di silicio rimanga efficace anche sotto stress termici indotti. L'elevata resistenza agli shock termici rende il SiC un materiale popolare nella produzione di ugelli per razzi, componenti di valvole, scambiatori di calore, ecc.
Carburo di silicio e le sue applicazioni termiche
Carburo di silicio La grafite tende a rimanere elastica anche a temperature elevate, ad esempio 1600°C o superiori. Questo è un fattore fondamentale che contribuisce alla sua resistenza alle alte temperature. La resistenza agli urti del SiC rispetto al nitruro e alla zirconia è diversa. È superiore a quella della zirconia. Quindi Carburo di silicio è preferito nelle applicazioni a temperatura ordinaria.
Carburo di silicio ha un potenziale immenso nel settore dell'elettronica di potenza grazie alla sua elevata conduttività termica e all'elevato bandgap. Ceramica al carburo di silicio è in grado di resistere a maggiori fluttuazioni di tensione. I dispositivi SiC funzionano bene anche con minori perdite di calore.
Allumina e la sua resistenza al calore
Allumina e le sue eccezionali proprietà prendono il nome dai forti legami ionici interatomici. Ossido di alluminio, allumina possiede molte forme strutturali come Alpha Al2O3 sostanzialmente stabile a temperature di applicazione più elevate. Fase alfa ossido di alluminio sono resistenti e noti per la loro rigidità dielettrica.
ossido di alluminio di elevata purezza vengono utilizzati principalmente in ambienti sia ossidanti che riducenti a 1920 °C. ossido di alluminio Resiste alla maggior parte dei solventi. Non viene mai danneggiato da acidi come l'acido fluoridrico. La perdita di peso dell'allumina è compresa tra 10-6 e -7 in condizioni di vuoto, se sottoposta a una temperatura di 1700 °C o superiore.
Ossido di alluminio e le sue applicazioni termiche
Essendo un materiale altamente resistente al calore ossido di alluminio viene utilizzato principalmente come rivestimento refrattario. Viene anche utilizzato per l'isolamento termico all'interno dei forni. Allumina, ossido di alluminio Sono inoltre ottimi catalizzatori nell'industria petrolchimica grazie alla loro capacità di lavorare a temperature più elevate. Sono inoltre inerti e non reagiscono con i reagenti che prendono parte al processo.
Le proprietà di isolamento elettrico dell'allumina la rendono ideale per l'industria dei semiconduttori e per applicazioni dielettriche. Garantiscono buoni valori dielettrici nella conversione da corrente continua a frequenze. Anche la purezza dell'allumina presenta intervalli in cui il più utilizzato è 99,8%. 99,8% puro allumina viene impiegato principalmente in applicazioni ad alta temperatura.
Conclusione
Breve panoramica sulle principali differenze tra ossido di alluminio E carburo di silicio è scritto per essere compreso. ossido di alluminio È noto per la sua durezza e altri vantaggi. Resiste all'abrasione e mantiene una buona resistenza. Per quanto riguarda le proprietà termiche Carburo di silicio è superiore con un'eccellente resistenza al calore e stabilità termica.