Tube d'isolation thermique en céramique de zircone

Caractéristiques de conception

1. Propriétés des matériaux
1.1 Couleur

Les tubes d’isolation en zircone sont généralement blancs, une apparence caractéristique qui correspond aux propriétés courantes des matériaux céramiques.

1.2 Densité

La densité des tubes d’isolation en zircone est d’environ 6 g/cm³, offrant une compacité élevée du matériau qui renforce sa résistance à l’usure et ses performances à haute température.

1.3 Teneur en zircone

Le composant principal de ces tubes d’isolation est la zircone, avec une teneur de 94,40%, assurant une excellente résistance aux hautes températures ainsi qu’une grande stabilité chimique.

1.4 Perméabilité et absorption d'eau

Les tubes d’isolation en zircone présentent une perméabilité nulle et un taux d’absorption d’eau de 0%, ce qui indique une très faible perméabilité aux gaz et une absorption minime de l’humidité, les rendant adaptés aux environnements à haute température et à haute pression.

1.5 Taille des grains

La taille des grains est d’environ 0,5 μm, témoignant d’une structure granulaire fine qui contribue à la résistance et à la dureté du matériau.

2. Propriétés mécaniques
2.1 Dureté Rockwell et dureté Vickers

La dureté Rockwell (R45N) des tubes d’isolation en zircone est de 78, tandis que la dureté Vickers (charge de 500 g) atteint 11,5 GPa (1175 Kg/mm²), démontrant une dureté élevée et une excellente résistance à l’usure.

2.2 Résistance à la flexion et résistance à la compression

À 20 °C, la résistance à la flexion de ces tubes d’isolation atteint 800 MPa, et la résistance à la compression est de 2000 MPa, témoignant d’une excellente résistance mécanique et d’un comportement compressif remarquable.

2.3 Module d’élasticité et ténacité à la fracture

Le module d’élasticité dépasse 200 GPa, et la ténacité à la fracture est de 9 MPa·m1/2, reflétant une rigidité élevée et une bonne résistance aux chocs.

3. Propriétés thermiques
3.1 Conductivité thermique

La conductivité thermique des tubes d’isolation en zircone est d’environ 2,5 W/(m·K) dans la plage de 20 °C à 400 °C, ce qui les classe parmi les matériaux isolants permettant de maintenir des températures stables dans des environnements à haute température.

3.2 Coefficient de dilatation thermique

Le coefficient de dilatation thermique est de 9,6 × 10^-6/°C, ce qui indique une dilatation thermique modérée, contribuant à réduire les contraintes thermiques lors des cycles thermiques.

3.3 Résistance aux chocs thermiques

Les tubes d’isolation en zircone présentent une excellente résistance aux chocs thermiques, avec un écart de température de choc thermique de 250 °C, témoignant de leur stabilité dans des environnements soumis à des variations rapides de température, minimisant ainsi le risque de fissuration ou de rupture thermique.

Domaines d’application

Grâce à ses excellentes performances à haute température et à sa stabilité chimique, les tubes d’isolation en zircone sont largement utilisés dans les industries suivantes :

• Industrie métallurgique : Utilisés comme tubes d’isolation pour les fours de fusion à haute température, améliorant la stabilité de la température du four et son efficacité thermique.
• Industrie du verre : Employés comme rouleaux ou tubes d’isolation dans les fours de fusion du verre, résistant à la corrosion et à l’usure dues aux températures élevées du verre.
• Industrie céramique : Utilisés comme rouleaux dans les machines de moulage céramique, améliorant l’efficacité de la production et la qualité des produits céramiques.

Grâce à leurs propriétés physiques et mécaniques remarquables, ainsi qu’à leur performance stable dans des environnements à haute température, les tubes d’isolation en zircone sont devenus des matériaux indispensables dans le secteur industriel des hautes températures.