극한의 열을 위한 상위 10개 고온 세라믹(2025)

그만큼 고온 세라믹 다양한 용도로 활용되기 때문에 현대 과학의 핵심입니다. 이러한 세라믹은 기계적 강도, 내열성, 혹독한 환경에서도 잘 견디는 등 다양한 특성을 지니고 있어 각 공정에 이점을 제공합니다. 이 글에서는 최고의 세라믹 중 일부를 살펴봅니다. 고온 세라믹 전 세계적으로 존재함.

내열 세라믹 탑 10

내열성은 무엇인가요? 세라믹은 내열성인가요?

내열성 중요한 역할을 한다 세라믹 재료의 특성. 내열성 의미는 간단합니다. 재료가 통과하는 열 전류를 저항하는 능력입니다. 전통적인 세라믹부터 기술적인 세라믹까지, 세라믹은 고온을 견디는 능력으로 잘 알려져 있습니다.

세라믹은 내열성이 있습니다. 고온 세라믹 약 2000°C의 작동 온도에서 작동하도록 설계되었습니다. 더 높은 작동 온도를 가진 상위 10개 세라믹 소재는 아래와 같습니다.

텅스텐 카바이드(WC): 작동 온도 2600-2800도C

화장실 극한의 경도로 유명한 고온 세라믹으로, 중공업 서비스 분야에 자주 사용됩니다. 텅스텐 카바이드 세라믹 소재 특정 서비스 적용 분야에서는 취성을 띠는 경향이 있어 까다롭습니다.

텅스텐 카바이드의 특성

• 그들은 뛰어난 충격 저항성을 가지고 있으며 단단하고 견고하며 변형에 강합니다.

• 치수 안정성이 우수함

응용 프로그램

• 고속 절삭 소재와 초경 등급 내마모 소재에 사용됩니다.

마그네시아: 작동 온도 2800도C

마그네시아는 고온 세라믹으로 가장 높은 온도 범위에서 작동합니다. 고온 단열에 이상적이며 뛰어난 내충격성을 제공합니다.

마그네시아의 특성

• 화학적으로 불활성이며, 내마모성이 우수하고 파괴 인성이 우수합니다. 세라믹 소재  

• 그들은 수열 노화에 대한 내성이 증가했습니다.

응용 프로그램

• 롤러, 금속 다이, 실 및 와이어

• 고압 공정 장비에 사용

질화붕소: 작동 온도 2000도C

질화붕소는 고온 세라믹 분말과 고체 형태로 모두 제공됩니다. BN은 다양한 형태로 존재합니다. 세라믹 구조물 예를 들어 열분해 질화붕소(P-BN) 및 육방정계 질화붕소(H-BN) 등이 있다.

질화붕소의 특성

• 극한의 열충격 저항성

• 낮은 밀도와 높은 열전도도

• 화학적으로 불활성이며 부식에 강함

• 높은 유전 파괴 강도는 40 KV/mm보다 큽니다.

질화붕소의 응용

• 에서 사용됨 내열성 밸브, 윤활제 및 고정물

• 로 사용됨 내화 세라믹 재료 

• 플라즈마 챔버로 배치 세라믹 부품, 진공로 지지대 및 피드스루

용융 금속, 유리 및 고온 응용 분야의 공간용 주물로 사용됨

알루미늄 질화물: 작동 온도 1900도C

알루미늄 질화물은 거의 베릴륨 산화물과 유사한 응용 분야를 가진 세라믹입니다. AlN은 더 나은 전기 절연성과 더 높은 열전도도를 가진 것으로 알려져 있습니다. 이 세라믹의 팽창 계수는 고온 세라믹 실리콘과 일치하며 기판 및 PCB 소재로 자주 사용됩니다.

질화알루미늄의 특성

• AlN은 알루미나의 약 5배의 전도도를 가지고 있습니다.

• 고성능 소재의 적절한 방열 및 빠른 작동에 도움이 됩니다.

• 알루미늄 질화물은 극한의 충격 저항성을 가지고 있습니다.

알루미늄 질화물의 응용 분야

• 고전력 응용 분야에서 전자 절연체로 사용됨

• 전력 전자 분야에서 방열판 및 방열 세라믹 소자로 사용

• 광전자 세라믹 부품 및 기판 재료

탄화규소: 작동 온도 1900-2000도C

탄화규소는 가장 가볍고 단단한 물질 중 하나입니다. 세라믹 소재 열전도율이 더 높습니다. 열팽창 계수가 낮고 일반적으로 산에 대한 내성이 뛰어납니다. 혹독한 대기 조건에서도 침식이나 마모에 강합니다.

탄화규소의 특성

• 그들은 본질적으로 매우 강합니다

• 탄화규소는 내마모성이 더 우수합니다. 세라믹 부품의 내식성은 더 높은 편입니다.

• 열전도도가 더 높고 열팽창계수가 더 낮으며 탄성계수가 더 높습니다.

실리콘 카바이드 고온 세라믹의 응용

• 교환기, 고로소재, 버너 및 밸브부품 등 산업용 부품

• 가마용 세라믹 부품으로 사용됩니다.

알루미나(Al2O3): 작동 온도 1750도C

알루미나는 가장 흔한 세라믹 소재 더 높은 열 안정성, 기계적 강도 및 순도 99.9%를 자랑합니다. 높은 전기 절연성을 제공하며 산과 알칼리 모두에 대한 내성을 가지고 있습니다.

알루미나의 특성

• 높은 경도와 기계적 강도

• 그들은 뛰어난 내마모성과 내마모성으로 알려져 있습니다.

• 알루미나는 높은 압축 강도와 유전 강도를 가지고 있습니다.

응용 프로그램

• 고온에서의 전기 절연체

• 레이저 튜브 및 기타 구성 요소

• 기계부품, 베어링소재, 반도체부품

• 밸브 시트, 와이어 및 실 소재, 장갑 소재.

탄화붕소(B4C): 작동 온도 1800-2000도C

붕소 카바이드, 고온 세라믹 약 1800°C에서 열 안정성을 유지합니다. 매우 가벼워 다이아몬드에 버금가는 성능을 보입니다. 높은 기계적 강도와 내마모성으로 고응력 응용 분야에 적합합니다.

탄화붕소의 특성

• 높은 경도와 녹는점

• 재료의 밀도가 낮음

• 뛰어난 열전기적 특성과 단면적에서 중성자의 뛰어난 흡수력을 가지고 있습니다.

응용 프로그램

• 이들은 방어용 갑옷으로 사용되며, 총구 역할을 하며 방탄 타일로도 사용됩니다.

• 핵반응공학에서는 제어봉으로 사용되며 방사선과 중성자로부터 차폐 역할을 합니다.

• 붕소 카바이드는 절삭 공구 및 구성 요소의 마모 및 내마모성 부품으로 사용됩니다.

질화규소(Si3N4): 작동 온도 1400-1600도C

질화규소는 내열성과 내충격성이 뛰어난 고온 세라믹으로, 고온 및 고부하 응용 분야에 적합합니다.

질화규소의 특성

• 높은 파괴인성 및 굽힘강도

• 낮은 열팽창

• 산화 저항성이 우수하고 전기 절연체로 잘 작동합니다.

• 열충격 저항성이 뛰어나고 고온에서도 잘 작동합니다.

응용 프로그램

• 씰 요소, 밸브, 로터와 같은 항공우주 및 엔진 응용 분야

• 의료용 응용 분야 또는 생체의학 임플란트

• 기계 또는 산업 응용 분야

• 극한의 경도로 인해 도가니 소재 및 절삭 공구

지르코니아(ZrO2): 작동 온도 1500-1650도C

ZrO2는 내구성이 매우 뛰어납니다. 고온 세라믹 우수한 열충격 저항성과 뛰어난 기계적 강도를 지닌 지르코니아 세라믹 소재 부분 안정화 지르코니아 또는 이트륨 안정화 지르코니아를 포함한 다양한 등급으로 제공됩니다. 그러나 지르코니아의 다양한 등급을 결정하려면 작동 환경이 매우 중요합니다.

지르코니아의 특성

• 최대 1000도C의 온도까지 적용 가능

• 화학적으로 불활성이며 용융 금속으로 생성됨

• 높은 파괴인성 및 경도

응용 프로그램

• 고밀도 분쇄 매체 제조에 사용

• 볼 밸브 시트 및 볼과 같은 기계 부품에 사용됨

• 고온 유도로 또는 기타 가열 시스템에 사용되는 내화 세라믹입니다.

지르코니아 강화 알루미나(Zr-AL2O3): 작동 온도 1500도C

지르코니아 강화 알루미나는 알루미나와 지르코니아의 특성을 모두 나타내는 고정밀 세라믹 복합재입니다.

지르코니아 강화 알루미나(ZTA)의 특성

• 화학적으로 불활성이며, 내마모성이 우수하고 파괴 인성이 우수합니다. 세라믹 소재  

• 그들은 수열 노화에 대한 내성이 증가했습니다.

응용 프로그램

• 롤러, 금속 다이, 실 및 와이어

• 고압 공정 장비에 사용

결론

상위 10위까지의 정보 온도 세라믹 온도 범위와 특성이 언급된 기사에서 이미 다루었습니다. 그러나 적용하기 전에 사용 맥락이 중요합니다. 고온 세라믹 응용 분야별로 살펴보면, 사용 가능한 세라믹 중에서는 텅스텐 카바이드가 내열성이 가장 뛰어나고, 그 다음으로 ZTA가 뒤를 따릅니다.

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