Топ-10 высокотемпературной керамики для экстремальных температур (2025)

The высокотемпературная керамика является ключом к современной науке из-за многогранных применений, которым они подвергаются. Свойства этой керамики, такие как механическая прочность, термостойкость и способность выдерживать суровые условия, приносят пользу каждому процессу. В этой статье рассматриваются некоторые из лучших высокотемпературная керамика присутствует во всем мире.

Топ-10 термостойкой керамики

Определить термостойкость? Является ли керамика термостойкой?

Теплостойкость играет значительную роль в Свойства керамического материала. Теплостойкость Значение простое, это способность материала противостоять тепловому потоку, проходящему через него. От традиционной до технической керамики, керамика известна своей способностью выдерживать высокую температуру.

Керамика термостойкая: высокотемпературная керамика предназначен для работы при рабочей температуре около 2000 °C. Ниже приведены 10 лучших керамических материалов с более высокими рабочими температурами.

Карбид вольфрама (WC): рабочая температура 2600-2800 °C

Туалет Известный своей чрезвычайной твердостью, это высокотемпературная керамика, часто используемая в тяжелых условиях эксплуатации. Карбид вольфрама керамический материал является сложной задачей, поскольку при определенных условиях обслуживания он имеет тенденцию к хрупкости.

Свойства карбида вольфрама

• Они обладают превосходной ударопрочностью, а также являются твердыми, жесткими и устойчивыми к деформации.

• Хорошая размерная стабильность

Приложения

• Используется для высокоскоростной резки материалов и износостойких материалов из твердого сплава.

Магнезия: рабочая температура 2800 °C

Магнезия работает в самом высоком температурном диапазоне как высокотемпературная керамика. Они идеально подходят для изоляции при высокой температуре и обеспечивают отличную ударопрочность

Свойства магнезии

• Химически инертный, отличная износостойкость и хорошая вязкость разрушения. керамический материал  

• Обладают повышенной устойчивостью к гидротермальному старению.

Приложения

• Ролики, металлические плашки, нити и проволока

• Используется в оборудовании для обработки под высоким давлением

Нитрид бора: рабочая температура 2000 °C

Нитрид бора — это высокотемпературная керамика который доступен как в порошкообразной, так и в твердой форме. BN присутствует в различных керамические конструкции такие как пиролитический нитрид бора (P-BN) и гексагональный нитрид бора (H-BN).

Свойства нитрида бора

• Экстремальная стойкость к тепловому удару

• Низкая плотность и высокая теплопроводность

• Химически инертен и устойчив к коррозии

• Высокая диэлектрическая прочность на пробой более 40 кВ/мм

Применение нитрида бора

• Используется в Термостойкий клапаны, смазочные материалы и арматура

• Используется как Огнеупорный керамический материал 

• Развернута как плазменная камера керамические компоненты, опоры вакуумной печи и проходные изоляторы

Используется в качестве отливок для расплавленного металла, стекла и пространств для высокотемпературных применений.

Нитрид алюминия: рабочая температура 1900 °C

Нитрид алюминия — это вроде керамика, которая похожа на оксид бериллия в применении. AlN известен своими лучшими электроизоляционными свойствами и более высокой теплопроводностью. Поскольку коэффициент расширения этого высокотемпературная керамика соответствует силикону, часто используется в качестве подложек и материала печатных плат.

Свойства нитрида алюминия

• У AlN проводимость почти в 5 раз больше, чем у оксида алюминия.

• Способствует правильному рассеиванию тепла и быстрому функционированию высокопроизводительного материала.

• Нитрид алюминия обладает исключительной ударопрочностью

Применение нитрида алюминия

• Используются в качестве электронных изоляторов в мощных устройствах.

• Используются в качестве теплоотводящих и рассеивающих керамических элементов в силовой электронике.

• Оптоэлектронный керамические компоненты и материал подложки

Карбид кремния: рабочая температура 1900-2000 °C

Карбид кремния — один из самых легких и твердых материал в керамике с более высокой теплопроводностью. Они имеют низкий коэффициент теплового расширения и, как правило, устойчивы к кислотам. Они устойчивы к любой эрозии или износу в суровых атмосферных условиях.

Свойства карбида кремния

• Они чрезвычайно тверды по своей природе.

• Карбид кремния имеет большую износостойкость и стойкость к разрывам. Коррозионная стойкость керамического компонента выше.

• Они имеют более высокую теплопроводность, более низкий коэффициент теплового расширения и более высокий модуль Юнга.

Применение высокотемпературной керамики на основе карбида кремния

• Промышленные компоненты, такие как теплообменники, материалы для доменных печей, горелки и детали клапанов

• Они используются в качестве керамических деталей для обжига в печи.

Оксид алюминия (Al2O3): рабочая температура 1750 °C

Наиболее распространенным является глинозем. керамический материал с более высокой термической стабильностью, механической прочностью и значением чистоты 99,9%. Они обладают более высокими электроизоляционными свойствами и устойчивы как к кислотам, так и к щелочам.

Свойства глинозема

• Высокая твердость и механическая прочность

• Они известны своей превосходной износостойкостью и стойкостью к истиранию.

• Оксид алюминия обладает высокой прочностью на сжатие и диэлектрической прочностью.

Приложения

• Электрические изоляторы при высокой температуре

• Лазерная трубка и другие компоненты

• Детали машин, подшипниковые материалы и полупроводниковые детали

• Седла клапанов, проволочные и нитяные материалы, а также броневые материалы.

Карбид бора (B4C): рабочая температура 1800-2000 °C

Карбид бора, высокотемпературная керамика имеет термическую стабильность около 1800 °C. Они чрезвычайно легкие и стоят рядом с алмазом. Более высокая механическая прочность и износостойкость делают их идеальными для приложений с более высокими нагрузками.

Свойства карбида бора

• Высокая твердость и температура плавления

• Низкая плотность материала

• Превосходные термоэлектрические свойства и отличное поглощение нейтронов в поперечном сечении.

Приложения

• Они используются в обороне в качестве брони, выполняют функцию орудийных сопел и применяются в качестве пуленепробиваемых плиток.

• В ядерной технике они используются в качестве регулирующих стержней и обеспечивают защиту от радиации и нейтронов.

• Карбид бора используется в качестве режущего инструмента и износостойких и абразивостойких деталей для компонентов.

Нитрид кремния (Si3N4): рабочая температура 1400-1600 °C

Нитрид кремния — это высокотемпературная керамика, которая известна своей термической и ударопрочностью. Подходит для применения в условиях высоких температур и высоких нагрузок.

Свойства нитрида кремния

• Высокая вязкость разрушения и прочность на изгиб

• Низкое тепловое расширение

• Хорошая стойкость к окислению и хорошие электроизоляторы.

• Устойчивость к тепловому удару и хорошая работа при более высоких температурах

Приложения

• Применение в аэрокосмической промышленности и двигателестроении, например, в уплотнительных элементах, клапанах, роторах

• Медицинские приложения или биомедицинские имплантаты

• Механическое или промышленное применение

• Материал тигля и режущие инструменты из-за их чрезвычайной твердости

Цирконий (ZrO2): рабочая температура 1500-1650 °C

ZrO2 — очень прочный высокотемпературная керамика с хорошей стойкостью к тепловому удару и превосходной механической прочностью. Цирконий керамический материал доступен в различных классах, включая частично стабилизированный цирконий или стабилизированный иттрием цирконий. Однако, рабочий контекст очень важен для определения использования различных классов циркония

Свойства циркония

• Применимо до температуры 1000 °C

• Химически инертен и реагирует с расплавленными металлами.

• Высокая вязкость разрушения и твердость

Приложения

• Используется для изготовления мелющих тел высокой плотности.

• Используется для механических компонентов, таких как седла шаровых клапанов и шары.

• Огнеупорная керамика для высокотемпературных индукционных печей или любых других нагревательных систем.

Циркониевый закаленный оксид алюминия (Zr – AL2O3): рабочая температура 1500 °C

Циркониевый закаленный оксид алюминия — это керамический композит, изготовленный с высокой точностью и обладающий свойствами как оксида алюминия, так и циркония.

Свойства циркониевого упрочненного оксида алюминия (ZTA)

• Химически инертный, отличная износостойкость и хорошая вязкость разрушения. керамический материал  

• Обладают повышенной устойчивостью к гидротермальному старению.

Приложения

• Ролики, металлические плашки, нити и проволока

• Используется в оборудовании для обработки под высоким давлением

Итог

Информация о 10 самых высоких температура керамика был рассмотрен в статье с указанием температурных диапазонов и свойств. Однако контекст использования является первостепенным, прежде чем подвергать высокотемпературная керамика в приложения. Из имеющихся видов керамики карбид вольфрама лидирует по термостойкости, за ним следует ZTA.

Узнайте больше о современной керамике