Yüksek sıcaklık uygulamaları için bazı ilginç seramikler

Teknik seramikler uzun yıllardır yüksek sıcaklık uygulamaları için araştırılmış ve incelenmiştir. Teknolojideki gelişmeyle birlikte, malzeme ve olumlu özellikleri üstün faydalar sunmak için uzun bir yol kat etmiştir. İlginç bir şekilde, aşağıda verilen yazı bu özelliği kapsamaktadır Silisyum Karbür (Sic) ve Alüminyum Oksit (Al2O3).

Seramiğin Sıcaklık Özellikleri

Yüksek sıcaklık seramik metallerden ve alaşımlardan her zaman daha iyi performans gösterir. Isıl direnç, geniş çalışma sıcaklığı aralığı ve yüksek ısı iletkenliği onları belirli uygulamalarda nihai bir seçim haline getirir. Teknik seramikler temel olarak istenen özelliği elde etmek için ya yapısını ya da formülasyonlarını kontrol ederek uyarlanır.

Isıl şok direnci 

Darbe dayanıklılığı, malzemenin ani veya ani yüksek sıcaklık değişimlerine dayanma kabiliyetini ifade eder. Seramik erime sıcaklığı bu özellik ile ilişkisi vardır. Bu nedenle seramik erime noktasını değerlendirmek sistemleri tasarlamada çok önemlidir. ortak seramik erime noktası genellikle 2000 derece C olarak kabul edilir. Ancak seramik kırılgan bir malzeme olduğundan sıcaklıktaki ani bir dalgalanma malzemenin istenmeyen termal şokla parçalanmasına neden olur.

Isı iletkenliği 

Isıl iletkenlik, bir malzeme gövdesi boyunca sıcaklık davranışını bize söyler. Örneğin, pişirme tavaları, her tarafta eşit ısı dağılımı ile bilinir.

Hangi metalin ısı iletkenliği daha yüksektir? Peki ya teknik seramikler? 

Daha yüksek termal iletkenlik, Gümüş için olan 400 W/Mk veya üzeri bir değere atanır. Teknik seramiklerde silisyum karbür her zaman dayanıklılığı ve gücüyle bilinen grafikte en üst sırada yer alır. Isı iletkenliği Silisyum Karbür 200 W/Mk'dan büyüktür

Isıl genleşme katsayısı 

Bir malzemedeki atomların hareketi, uygulanan sıcaklık altında malzemenin hızla şişmesine neden olur. Seramiğin düşük termal genleşme katsayısı, onları çeşitli uygulamalarda kullanılmaya ideal hale getirir. Çok çeşitli çalışma sıcaklıklarında kararlı kalma eğilimindedirler.

Teknik Seramiğin Öne Çıkan Sıcaklık Uygulamaları

Yüksek sıcaklık seramiği ve ultra yüksek sıcaklık seramiği 

Yüksek sıcaklık seramik yaklaşık 650 derece üzeri sıcaklık aralığında çalışır. Ultra yüksek sıcaklık seramik daha yüksek sıcaklıkta bile çalışır. Erime sıcaklığı aralığı yaklaşık 1500 derece C veya altındadır. Bu nedenle, yarı iletken cihazlar ve havacılık bileşenleri gibi uygulamalarda sıklıkla yer bulurlar.

Popüler ultra yüksek sıcaklık seramik özellikle Titanyum Zirkonyum ve Hafniyum gibi IV. grup malzemelerdir. 4000 degC'nin üzerindeki aralıkta aşırı erime noktasına sahiptirler. Isıl iletkenlik değeri genellikle 140 KW/Mk'den büyüktür.

Yüksek sıcaklık seramik kaplamalar: Yeni bir çağ teknolojisi 

Yüksek sıcaklık seramik kaplamaları koruma sağlar ve korozyona ve paslanmaya karşı dirençlidir. Yüksek sıcaklık seramik kaplamaları Malzemeden enerji transferini geciktirir. En yakın parçalar ısı hasarından kurtarılır. Kaplamalar ayrıca parlak bir görünüm verir ve uygulandığı yüzeylere parlak, görsel ve çekici bir estetik sağlamaya yardımcı olur.

Silisyum Karbür ve Alüminyum Oksit

Alüminyum Oksit Ve Silisyum Karbür Seramikte sıra dışı özellikleri nedeniyle ismi sıkça duyulmuştur. Alüminyum Oksit daha iyi malzeme özelliklerine sahiptir. İyi bir mukavemet sunarlar, yırtılmaya karşı dayanıklıdırlar ve kimyasal olarak kararlıdırlar. Silisyum Karbür Öte yandan yüksek elektrik ve ısı iletkenliği ve iyi sıcaklık direnci ile bilinir. Bazı Temel farklılıklar ve ayrıntılı bilgiler Silisyum Karbür Ve Alüminyum Oksit Aşağıda gösterilmiştir.

Alüminyum Oksit ve Silisyum Karbürün Fiziksel Özellikleri

Bir malzemenin fiziksel özellikleri, istenen uygulamalar için malzemeyi anlamak ve seçmek için çok önemlidir. Malzemenin temel verilerini ve sıcaklık, elektrik veya ısı ile morfolojik değerini veya davranışlarını içerir.

Bazı belirgin fiziksel özellikler Alüminyum Oksit Aşağıda verilmiştir:

Bazı belirgin fiziksel özellikler Silisyum Karbür Aşağıda verilmiştir:

Silisyum Karbür ve ısıya dayanıklılığı

SiC ısı iletkenliği 130 – 260 W/MK aralığındadır. Karborundum ismiyle de bilinir. Isıl genleşme yaklaşık 4 x 10-6 degC-1'dir. Isıl genleşme değerleri genellikle yaygın yarı iletken cihazlardan daha az kabul edilir.

Silisyum Karbür kristal yapısı doğası gereği tetrahedraldir. Kristalinin doğası onu düşük yoğunlukla daha sert hale getirir. Daha yüksek termal iletkenlik ve daha düşük termal genleşme, silisyum karbürün indüklenen termal gerilimler altında etkili kalmasını sağlar. Yüksek termal şok direnci, SiC'yi roketlerin nozul imalatında, vana bileşenlerinde, ısı değiştiricilerde vb. popüler bir malzeme haline getirir.

Silisyum Karbür ve termal uygulamaları

Silisyum Karbür tutuşlar yüksek sıcaklıklarda, örneğin 1600 veya üzeri, elastik kalma eğilimindedir. Bu, yüksek sıcaklık doğasına katkıda bulunan başlıca bir faktördür. SiC'nin Nitrit ve Zirkonya ile karşılaştırıldığında şok direnci farklıdır. Zirkonya'dan daha yüksektir. Bu nedenle Silisyum Karbür Normal sıcaklık uygulamalarında tercih edilir.

Silisyum Karbür Yüksek ısı iletkenliği ve yüksek bant aralığı nedeniyle güç elektroniği endüstrisinde muazzam bir potansiyele sahiptir. Silisyum Karbür seramik daha yüksek voltaj dalgalanmalarına dayanabilir. Sic cihazları ayrıca daha az ısı kaybıyla iyi çalışır.

Alümina ve ısıya dayanıklılığı

Alüminyum oksit ve olağanüstü özellikleri, güçlü atomlar arası iyonik bağlarından dolayı bu şekilde adlandırılmıştır. Alüminyum Oksit, Alümina Alfa gibi birçok yapısal forma sahiptir Al2O3 temel olarak daha yüksek uygulama sıcaklığında kararlıdır. Alfa fazı alüminyum oksit güçlüdür ve dielektrik dayanımıyla bilinir.

Alüminyum Oksit Yüksek saflıktakiler çoğunlukla 1920°C'lik oksitleyici ve indirgeyici ortamlarda kullanılır. Alüminyum Oksit çoğunlukla tüm çözücülere karşı dayanıklıdır. Hidroflorik asit gibi asitlerden asla zarar görmezler. Alüminanın ağırlık kaybı, 1700 veya üzeri santigrat dereceye maruz kaldığında vakum aralıklarında 10-6 ila -7 aralığındadır.

Alüminyum Oksit ve termal uygulamaları

Yüksek ısıya dayanıklı bir malzeme olması alüminyum oksit temel olarak refrakter astar olarak kullanılır. Ayrıca fırınların iç kısımlarında ısı yalıtımı için de kullanılır. Alümina, Alüminyum Oksit Ayrıca daha yüksek sıcaklıklarda çalışabilme yetenekleri nedeniyle petrokimya endüstrilerinde daha iyi katalizörler olarak hizmet eder. Ayrıca inerttir ve süreçte yer alan reaktanlarla reaktif olmaktan uzak durur.

Alüminanın elektriksel yalıtım özellikleri, onları yarı iletken endüstrileri ve dielektrik uygulamaları için ideal bir uyum haline getirir. DC'den frekanslara dönüştürüldüğünde iyi dielektrik değerleri sağlarlar. Alüminanın saflığı da en yaygın kullanılanın 99.8% olduğu aralıklara sahiptir. 99.8% saf alüminyum oksit çoğunlukla yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılır.

Alt satır

Aradaki temel farklara dair kısa bir özet alüminyum oksit Ve silisyum karbür Anlaşılmak için yazılmıştır. Alüminyum Oksit sertliği ve diğer malzeme avantajlarıyla bilinir. Aşınmaya karşı dayanıklıdır ve iyi bir mukavemete sahiptir. Termal özelliklere gelince Silisyum Karbür mükemmel ısı direnci ve termal stabilitesi ile üstündür.