El tubo de circonia es un componente tubular fabricado con material cerámico de circonia de alto rendimiento, que constituye una categoría importante de piezas cerámicas de circonia conformadas. Encarna las excelentes características de los materiales de circonia y desempeña un papel insustituible en escenarios de aplicación específicos.
Características de rendimiento
Los tubos de circonia heredan la mayor parte de las propiedades sobresalientes de las cerámicas de circonia y poseen algunas funcionalidades únicas debido a su geometría tubular.
- Excelente rendimiento a alta temperatura y aislamiento térmico
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Estabilidad a alta temperatura: Puede funcionar establemente durante largos periodos a temperaturas de hasta 1100 °C -1500°C (según el tipo y la proporción del estabilizante), sin que se ablande o deforme fácilmente.
- Conductividad térmica extremadamente baja: Es un material aislante avanzado reconocido, con una conductividad térmica mucho más baja que la mayoría de los metales y cerámicas óxido (como la alúmina). Esto hace que los tubos de circonia sean ideales como tubos para hornos de alta temperatura y como mangas de aislamiento térmico.
- Excelente rendimiento mecánico
- Alta tenacidad: Gracias al mecanismo de "endurecimiento por transición de fase", los tubos de circonia tienen una mayor resistencia al impacto y a la fractura en comparación con otros tubos cerámicos (como los tubos de alúmina), y una mejor resistencia al choque mecánico y térmico.
- Alta resistencia: capaz de soportar ciertas presiones internas y externas y cargas mecánicas.
- Excelente resistencia a la corrosión
- Tiene excelente resistencia frente a la mayoría de ácidos, álcalis, metales fundidos y vidrio, y no se corroe. Esto permite su uso en entornos químicos extremadamente agresivos.
- Propiedades eléctricas especiales
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Conductividad iónica a alta temperatura: Cuando se dopa con estabilizadores como óxido de itrio, se convierte en un conductor de iones de oxígeno a altas temperaturas (normalmente >600 °C ). Este es el principio fundamental detrás de su uso como componente principal de un sensor de oxígeno.
- Aislamiento a temperatura ambiente: Es un excelente aislante eléctrico a temperatura ambiente.
- Bajo Coeficiente de Expansión Térmica
- Su coeficiente de expansión térmica es cercano al de ciertos metales (como el acero), y presenta buena compatibilidad térmica cuando se embala o combina con piezas metálicas, lo que puede reducir el estrés térmico.
Ventaja
- Resistencia integrada a altas temperaturas y aislamiento: Puede soportar altas temperaturas por sí solo, aislar eficazmente la transferencia de calor y proteger los componentes externos.
- Durabilidad y alta fiabilidad: Bajo condiciones de trabajo severas, como altas temperaturas, desgaste y corrosión, su vida útil supera con creces la de las tuberías metálicas y las tuberías cerámicas comunes, reduciendo la frecuencia de paradas y reemplazos.
- Inercia química: No contamina los materiales tratados (como materiales de alta pureza y materiales fundidos), garantizando la limpieza del proceso.
- Multifuncionalidad: Es tanto un componente estructural como un componente funcional (como conducción de iones de oxígeno, ventanas ópticas, etc.).
Alcance de Aplicación
Las propiedades únicas de los tubos de circonia los convierten en un componente esencial en múltiples campos industriales y de alta tecnología.
- Hornos industriales de alta temperatura y equipos de sinterización
- Tubo de horno: utilizado en hornos de vacío y hornos con atmósfera controlada, como portador de material o cámara de reacción, capaz de soportar temperaturas de trabajo extremadamente altas.
- Tubo de protección para termopar: protege al termopar interno de la corrosión directa por metal fundido y atmósferas corrosivas, garantizando la precisión y durabilidad de la medición de temperatura.
- Barras rodantes para hornos de placas deslizantes y hornos con rodillos: debido a su elevada resistencia a altas temperaturas y a la fluencia, pueden utilizarse para soportar el transporte de piezas dentro del horno.
- Sensores (áreas principales de aplicación)
- Sensor de oxígeno: esta es la aplicación más clásica. Ampliamente utilizado en:
- Motor de automóvil: detecta el contenido de oxígeno en los gases de escape, proporciona señales de retroalimentación a la unidad de control electrónico y logra un control preciso de la relación aire-combustible (sensor Lambda).
- Control de combustión industrial: Monitorear el contenido de oxígeno en los gases de escape de calderas, hornos, etc., optimizar la combustión y ahorrar energía.
- Tratamiento térmico de metales: Controlar el potencial de carbono de la atmósfera del horno.
- Principio de funcionamiento: Aprovechando las características de conducción de iones de oxígeno en tubos de circona a altas temperaturas, se genera una diferencia de potencial (efecto Nernst) cuando la concentración de oxígeno en el interior y el exterior del tubo es diferente.
- Industria metalúrgica y del vidrio
- Sonda de oxígeno para metal fundido: insertada directamente en metal fundido, como acero fundido o cobre líquido, para medir rápidamente su contenido de oxígeno.
- Sensor de nivel de vidrio y orificio de flujo: resistente a la erosión por líquido de vidrio, utilizado para controlar y contactar con vidrio fundido.
- Nuevas energías e investigación científica
- Celda de combustible de óxido sólido: Como membrana electrolítica, conduce iones de oxígeno a altas temperaturas y es el componente central de generación de energía de la celda.
- Reactor de laboratorio: utilizado para síntesis química e investigación de materiales que requieren ambientes de alta temperatura y resistentes a la corrosión.
- Revestimiento resistente al desgaste: utilizado como revestimiento de tuberías para transportar polvos o lodos altamente abrasivos.
- Tubo de protección para dispositivos ópticos: protege fibras ópticas o lentes en entornos agresivos.
Especificaciones técnicas
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