צינור זירקוניה הוא רכיב צינורי שעשוי מחומר kerמי מתקדם של זירקוניה, שהוא קטגוריה חשובה של חלקים kerמיים בצורת זירקוניה. הוא מבטא את התכונות המרשימות של חומרי הזירקוניה ומשחק תפקיד בלתי ניתן להחלפה בסצנריות יישום מסוימות.
מאפייני ביצוע
לצינורות זירקוניה יורשים את רוב התכונות המצוינות של הkerמיקה של הזירקוניה, וладים גם בתפקודים ייחודיים מסוימים בשל הגאומטריה הצינורית שלהם.
- ביצועים מעולה בטמפרטורות גבוהות ובизול חום
-
יציבות טמפרטורה גבוהה: יכול לפעול באופן יציב לאורך זמן בטמפרטורות של עד 1100 °ג -1500°ג (תלוי בסוג ואחוזי הסטביליזטור), ולא נמס או מתעוות בקלות.
- מוליכות תרמית נמוכה מאוד: זהו חומר ביזול מתקדם שמוכר, עם מוליכות תרמית נמוכה בהרבה מאשר רוב המתכות והkerמיקה החמצנית (כגון אלומינה). זה הופך את צינורות הזירקוניה לצינורות תנור אידיאליים לטמפרטורות גבוהות וכפפות ביזול חום.
- עמידות גבוהה: הודות למכניזם של "קשיחות המעבר הפאזתי", צינורות זירקוניה מציגים עמידות גבוהה יותר בפני מכה ושבר בהשוואה לצינורות קרמיקה אחרים (כגון צינורות אלומינה), וכן עמידות טובה יותר בפני מכות מכניות ופגיעות תרמיות.
- חוזק גבוה: מסוגל לעמוד בלחצים פנימיים וחיצוניים מסוימים ובמטענים מכניים.
- עמידות טובה מאוד לקורוזיה
- בעל עמידות מעולה ברוב החומצות, הבסיסים, המתכות המומסות והזכוכית, ולא ניזוק מהן. זה מאפשר שימוש בו בסביבות כימיות קיצוניות במיוחד.
-
מוליכות יונית בטמפרטורה גבוהה: כאשר מוספים לו יציבים כגון חומרת איטריום, הוא הופך למוליך יוני של חמצן בטמפרטורות גבוהות (בדרך כלל >600 °ג ). זהו העיקרון הבסיסי לשימוש בו כרכיב מרכזי של חיישן חמצן.
- בידוד בטמפרטורת החדר: הוא מהווה בידוד חשמלי מעולה בטמפרטורת החדר.
- מקדם התרחבותו החום קרוב לזה של מתכות מסוימות (כגון פלדה), ויש לו התאמה חום טובה כאשר הוא ארוז או מתאים עם חלקי מתכת, אשר יכול להפחית מתח חם.
יתרון
- עמידות טמפרטורה גבוהה משולבת ובידוד: הוא יכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות בעצמו, לבודד באופן יעיל את העברת החום, ולהגן על מרכיבים חיצוניים.
- אורך חיים ואמינות גבוהה: בתנאי עבודה קשים כגון טמפרטורה גבוהה, גמישה וקרוסיה, חיי השירות שלו עולים בהרבה על של צינורות מתכת וצינורות קרמיק רגילים, ומפחיתים את תדירות הפסקת הפעילות והחלפה.
- אינרטיות כימית: זה לא מזיק את החומרים מטופלים (כמו חומרים טהורים מאוד וחומרים מותכים), להבטיח את נקיון התהליך.
- רב-פעילות: הוא גם מרכיב מבני וגם מרכיב פונקציונלי (כגון התובלת של יוני חמצן, חלונות אופטיים וכו').
תחום יישום
התכונות הייחודיות של צינורות זירקוניה הופכות אותם לרכיב מרכזי במספר תחומי טכנולוגיה גבוהה ותעשייה.
- אולות תעשייתיים לטמפרטורות גבוהות וציוד לסינטراق
- צינור תנור: משמש בתנורי ואקום ובתנורי אטמוספירה, כנושא חומר או תא תגובה, מסוגל לעמוד בטמפרטורות עבודה גבוהות במיוחד.
- צינור הגנה על תרמודוד: מגן על התרמודוד הפנימי מפני שחיקה ישירה על ידי מתכת נוזלית ואטמוספירה קורוזיבית, ומבטיח דיוק וחיים ארוכים למדידת הטמפרטורה.
- מוטות גלילים לתנורים דוחפים ולתנורי גליל: בזכות עמידותם הגבוהה בפני חום ועמידות בקריסה, ניתן להשתמש בהם לתמיכה בהובלת חלקים בתנורים.
- חיישנים (תחומי יישום מרכזיים)
- חיישן חמצן: זהו היישום הקלאסי ביותר. בשימוש נרחב ב:
- מנוע רכב: מאתר את ריכוז החמצן בגזי הפליטה, מספק אותות משוב ליחידת הבקרה האלקטרונית, ומאפשר בקרת מדוייקת של יחס אוויר-דלק (חיישן למבדה).
- בקרת בעירה תעשייתית: מוניטור של תכולת החמצן בגזי הפליטה של דוודים, תנורים וכו', אופטימיזציה של תהליך הבעירה וחיסכון באנרגיה.
- טיפול חום של מתכות: בקרה על הפוטנציאל הפחמני באטמוספירת התנור.
- עיקרון העבודה: בשימוש בתכונות ההולכה של יוני חמצן בצינורות זירקוניה בטמפרטורות גבוהות, נוצר הפרש פוטנציאל (אפקט נרנסט) כאשר ריכוז החמצן בפנים ובחוץ שונה.
- Prob למדידת חמצן במתכת נוזלת: מוכנס ישירות למתכת נוזלת כמו פלדה נוזלת או נחושת נוזלת, כדי למדוד במהירות את תכולת החמצן.
- חיישן רמה של זכוכית וחור זרימה: עמיד בפני שחיקה של נוזל זכוכית, משמש לבקרה ולמגע עם זכוכית נוזלת.
- תא דלק חומרים מוצקים: כ막 אלקטרוליטי, מוליך יוני חמצן בטמפרטורות גבוהות, והינו רכיב הייצור המרכזי של התא.
- מתקן תגובה למשתלה: משמש לסינתזה כימית ולחקר חומרים הדורשים סביבה בטמפרטורה גבוהה ועמידה בפני שפיכה.
- ציפוי עמיד בפני שחיקה: משמש כציפוי לצינורות להובלת אבק או תערובות קצף בעלות שחיקה גבוהה.
- צינור הגנה למכשירים אופטיים: מגן על סיבים אופטיים או עדשות בסביבות קשות.
מפרטים טכניים
EN
