As 10 melhores cerâmicas de alta temperatura para calor extremo (2025)

O cerâmica de alta temperatura é a chave para a ciência moderna devido às aplicações versáteis a que são submetidas. As propriedades dessas cerâmicas, como resistência mecânica, resistência à temperatura e resistência a condições adversas, beneficiam cada processo. Este artigo explora algumas das melhores cerâmica de alta temperatura presente globalmente.

As 10 melhores cerâmicas resistentes ao calor

Defina resistência ao calor? A cerâmica é resistente ao calor?

Resistência ao calor desempenha um papel significativo em Propriedades do material cerâmico. Resistência ao calor O significado é simples: é a capacidade de um material de resistir à corrente de calor que o atravessa. Da cerâmica tradicional à técnica, a cerâmica é conhecida por sua capacidade de suportar altas temperaturas.

As cerâmicas são resistentes ao calor: Cerâmica de alta temperatura foi projetado para operar em temperaturas de operação em torno de 2000 °C. Os 10 principais materiais cerâmicos com temperaturas de operação mais altas são apresentados abaixo.

Carboneto de tungstênio (WC): Temperatura de operação 2600-2800 °C

Banheiro Conhecida por sua extrema dureza, é uma cerâmica de alta temperatura frequentemente utilizada em aplicações de manutenção pesada. Carboneto de tungstênio material cerâmico é desafiador, pois tende a ser frágil em certas aplicações de manutenção.

Propriedades do carboneto de tungstênio

• Possuem resistência superior ao impacto e são duros, rígidos e resistem à deformação

• Boa estabilidade dimensional

Aplicações

• Usado em materiais de corte de alta velocidade e materiais resistentes ao desgaste de grau de carboneto.

Magnésia: Temperatura de operação 2800 °C

A magnésia atua na faixa de temperatura mais alta como uma cerâmica de alta temperatura. É ideal para isolamento em altas temperaturas e oferece excelente resistência a choques.

Propriedades da Magnésia

• Quimicamente inerte, excelente resistência ao desgaste e boa tenacidade à fratura material cerâmico  

• Possuem maior tolerância ao envelhecimento hidrotermal

Aplicações

• Rolos, matrizes metálicas, fios e arames

• Empregado em equipamentos de processo de alta pressão

Nitreto de boro: Temperatura de operação 2000 °C

O nitreto de boro é um cerâmica de alta temperatura que está disponível em pó e em forma sólida. O BN está presente em diferentes estruturas cerâmicas como nitreto de boro pirolítico (P-BN) e nitreto de boro hexagonal (H-BN).

Propriedades do nitreto de boro

• Resistência extrema ao choque térmico

• Baixa densidade e alta condutividade térmica

• Quimicamente inerte e resistente à corrosão

• Alta resistência à ruptura dielétrica é maior que > 40 KV/mm

Aplicações do nitreto de boro

• Usado em Resistente ao calor válvulas, lubrificantes e acessórios

• Usado como um Material cerâmico refratário 

• Implantado como câmara de plasma componentes cerâmicos, suportes de fornos a vácuo e passagem direta

Usado como moldes para metal fundido, vidros e espaços para aplicações de alta temperatura

Nitreto de alumínio: Temperatura de operação 1900 °C

O nitreto de alumínio é um tipo de Cerâmica com aplicação semelhante à do óxido de berílio. O AlN é conhecido por suas melhores propriedades de isolamento elétrico e maior condutividade térmica. Como o coeficiente de expansão deste cerâmica de alta temperatura combina com silicone, é frequentemente usado como substratos e material de PCB.

Propriedades do nitreto de alumínio

• AlN tem condutância quase 5 vezes maior que a da Alumina

• Auxilia na dissipação adequada do calor e no funcionamento rápido de materiais de alto desempenho

• O nitreto de alumínio possui extrema resistência ao choque

Aplicações do nitreto de alumínio

• Usados como isolantes eletrônicos em aplicações de alta potência

• Utilizado como dissipador de calor e elementos cerâmicos de dissipação em eletrônica de potência

• Optoeletrônico componentes cerâmicos e material do substrato

Carboneto de silício: temperatura de operação 1900-2000 °C

O carboneto de silício é um dos mais leves e duros material em cerâmica que possuem maior condutividade térmica. Possuem baixo coeficiente de expansão térmica e são geralmente resistentes a ácidos. São resistentes a qualquer erosão ou desgaste em condições atmosféricas adversas.

Propriedades do carboneto de silício

• Eles são extremamente duros por natureza

• O carboneto de silício possui maior resistência ao desgaste. A resistência à corrosão do componente cerâmico é superior.

• Eles têm maior condutividade térmica, menor coeficiente de expansão térmica e maior módulo de Young

Aplicações da cerâmica de alta temperatura de carboneto de silício

• Componentes industriais como trocadores, material de alto-forno, queimadores e peças de válvulas

• Eles são usados como peças de cerâmica para fornos

Alumina (Al2O3): Temperatura de operação 1750 °C

A alumina é a mais comum material cerâmico Com maior estabilidade térmica, resistência mecânica e índice de pureza de 99,9%, oferecem maiores propriedades de isolamento elétrico e são resistentes a ácidos e álcalis.

Propriedades da Alumina

• Alta dureza e resistência mecânica

• Eles são conhecidos pela resistência superior ao desgaste e à abrasão

• A alumina tem alta resistência à compressão e dielétrica.

Aplicações

• Isoladores elétricos em alta temperatura

• Tubo de laser e outros componentes

• Componentes de máquinas, materiais de rolamentos e peças semicondutoras

• Sedes de válvulas, materiais de fios e roscas e materiais de blindagem.

Carboneto de boro (B4C): Temperatura de operação 1800-2000 °C

Carboneto de boro, o cerâmica de alta temperatura Possui estabilidade térmica em torno de 1800 °C. São extremamente leves e se comparam ao diamante. A maior resistência mecânica e ao desgaste os torna ideais para aplicações de alta tensão.

Propriedades do carboneto de boro

• Alta dureza e ponto de fusão

• Baixa densidade de material

• Propriedades termoelétricas superiores e excelente absorção de nêutrons na seção transversal.

Aplicações

• Eles são usados na defesa como armaduras, funcionam como bicos de armas e são usados como peças à prova de balas.

• Na engenharia de reação nuclear, eles são usados como barras de controle e fornecem proteção contra radiação e nêutrons

• O carboneto de boro é usado como ferramentas de corte e peças resistentes ao desgaste e à abrasão para componentes

Nitreto de silício (Si3N4): Temperatura de operação 1400-1600 °C

O nitreto de silício é uma cerâmica de alta temperatura bastante conhecida por sua resistência térmica e ao impacto. É adequado para aplicações de alta temperatura e alta carga.

Propriedades do nitreto de silício

• Alta tenacidade à fratura e resistência à flexão

• Baixa expansão térmica

• Boa resistência à oxidação e funcionam bem como isolantes elétricos

• Resistência ao choque térmico e funciona bem em temperaturas mais altas

Aplicações

• Aplicações aeroespaciais e de motores, como elementos de vedação, válvulas, rotores

• Aplicações médicas ou implantes biomédicos

• Aplicações mecânicas ou industriais

• Material do cadinho e ferramentas de corte devido à sua extrema dureza

Zircônia (ZrO2): Temperatura de operação 1500-1650 °C

O ZrO2 é um material altamente durável cerâmica de alta temperatura com boa resistência ao choque térmico e excelente resistência mecânica. Zircônia material cerâmico Está disponível em diferentes graus, incluindo zircônia parcialmente estabilizada ou zircônia estabilizada com ítrio. No entanto, o contexto operacional é crucial para determinar o uso de diferentes graus de zircônia.

Propriedades da Zircônia

• Aplicável até uma temperatura de 1000 °C

• Quimicamente inerte e resultante de metais fundidos

• Alta tenacidade à fratura e dureza

Aplicações

• Utilizado para a fabricação de meios de moagem de alta densidade

• Usado para componentes mecânicos, como sedes de válvulas de esfera e esferas

• Cerâmica refratária para forno de indução de alta temperatura ou qualquer outro sistema de aquecimento.

Alumina temperada com zircônia (Zr – AL2O3): Temperatura de operação 1500 °C

A alumina temperada com zircônia é um compósito cerâmico feito com alta precisão que exibe propriedades tanto da alumina quanto da zircônia

Propriedades da Alumina Temperada com Zircônia (ZTA)

• Quimicamente inerte, excelente resistência ao desgaste e boa tenacidade à fratura material cerâmico  

• Possuem maior tolerância ao envelhecimento hidrotermal

Aplicações

• Rolos, matrizes metálicas, fios e arames

• Empregado em equipamentos de processo de alta pressão

Conclusão

As informações sobre o top 10 de alta temperatura cerâmica foi abordado no artigo com faixas de temperatura e propriedades mencionadas. No entanto, o contexto de uso é fundamental antes de submeter o cerâmica de alta temperatura em aplicações. Das cerâmicas disponíveis, o carboneto de tungstênio é o mais resistente à temperatura, seguido pelo ZTA.

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