Keramická tepelně izolační trubice z oxidu zirkoničitého

Konstrukční prvky

1. Vlastnosti materiálu
1.1 Barva

Izolační trubice z cirkonie jsou obvykle bílé, což je charakteristický vzhled odpovídající běžným vlastnostem keramických materiálů.

1.2 Hustota

Hustota izolačních trubic z cirkonie činí přibližně 6 g/cm³, což zajišťuje vysokou kompaktnost materiálu a tím zlepšuje jeho odolnost proti opotřebení i výkon při vysokých teplotách.

1.3 Obsah zirkonu

Hlavní složkou těchto izolačních trubic je cirkonie s obsahem 94,40%, což zaručuje vynikající odolnost proti vysokým teplotám a chemickou stabilitu.

1.4 Propustnost a absorpce vody

Izolační trubice z cirkonie mají permeabilitu 0 a míru absorpce vody 0%, což naznačuje extrémně nízkou plynovou propustnost a absorpci vlhkosti, čímž jsou vhodné pro použití v prostředích s vysokými teplotami a tlaky.

1.5 Velikost zrn

Velikost zrn je přibližně 0,5 μm, což indikuje jemnou zrnnou strukturu, která přispívá k pevnosti a tvrdosti materiálu.

2. Mechanické vlastnosti
2.1 Tvrdost Rockwella a tvrdost Vickers

Tvrdost Rockwella (R45N) izolačních trubic z cirkonie činí 78, a tvrdost Vickers (zátěž 500 g) je 11,5 GPa (1175 Kg/mm²), což dokazuje vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení.

2.2 Ohybová pevnost a tlaková pevnost

Při teplotě 20 °C dosahuje ohybová pevnost těchto izolačních trubic hodnoty 800 MPa a tlaková pevnost 2000 MPa, což svědčí o vynikající mechanické pevnosti a výkonu při tlaku.

2.3 Modul elasticity a houževnatost lomu

Modul elasticity je vyšší než 200 GPa a houževnatost lomu činí 9 MPa·m1/2, což odráží vysokou tuhost a odolnost proti nárazům.

3. Teplotní vlastnosti
3.1 Tepelná vodivost

Tepelná vodivost izolačních trubic z cirkonie činí přibližně 2,5 W/(m·K) v rozsahu teplot od 20 °C do 400 °C, což je klasifikace jako izolační materiál, který pomáhá udržovat stabilní teploty ve vysokoteplotních prostředích.

3.2 Koeficient teplotní roztažnosti

Koeficient teplotní roztažnosti je 9,6 × 10^-6/°C, což naznačuje střední teplotní roztažnost, která pomáhá snižovat tepelné napětí během teplotních cyklů.

3.3 Odolnost proti tepelnému šoku

Izolační trubice z cirkonie vykazují vynikající odolnost proti teplotnímu šoku s rozdílem teploty při teplotním šoku 250 °C, což svědčí o jejich stabilitě v prostředích s rychlými změnami teplot a minimalizuje riziko teplotního praskání či lomu.

Oblasti aplikací

Díky vynikajícím vysokoteplotním vlastnostem a chemické stabilitě se izolační trubice z cirkonie hojně používají v následujících odvětvích:

• Hutní průmysl: Používají se jako izolační trubice pro vysokoteplotní tavicí pece, čímž zvyšují stabilitu teploty v peci a tepelnou účinnost.
• Sklenářský průmysl: Používají se jako válečky nebo izolační trubice ve sklenářských tavicích pecích, aby odolaly korozi a opotřebení vysokoteplotním sklem.
• Keramický průmysl: Využívají se jako válečky ve strojích na formování keramiky, čímž zlepšují efektivitu výroby a kvalitu keramických výrobků.

Díky svým vynikajícím fyzikálním a mechanickým vlastnostem a stabilnímu chování v prostředí s vysokými teplotami se izolační trubice z cirkonie staly nepostradatelnými materiály ve vysokoteplotním průmyslovém sektoru.