ジルコニア管は高性能ジルコニアセラミック材料から作られた管状の部品であり、ジルコニアセラミック成形品の重要なカテゴリの一つです。これはジルコニア材料の優れた特性を体現しており、特定の応用分野において不可欠な役割を果たしています。
パフォーマンス特性
ジルコニア管はジルコニアセラミックの大部分の優れた性質を継承しており、管状の幾何学的形状により独自の機能も備えています。
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高温安定性：最高1100℃までの温度環境で長時間安定して使用でき（安定剤の種類や含有量により異なります）、容易に軟化または変形することはありません。 °C -1500°C （安定剤の種類や含有量により異なります）長期間安定して動作可能で、軟化や変形が起こりにくいです。
- 極めて低い熱伝導率：アルミナなどの大多数の金属や酸化物セラミックスと比べて熱伝導率がはるかに低いため、高級断熱材料として広く認識されています。この特性により、ジルコニア管は高温炉用の管材や断熱スリーブに最適です。
- 高靭性：「相転移強化」メカニズムにより、ジルコニア管はアルミナ管などの他のセラミック管と比較して、より高い衝撃抵抗性および破壊抵抗性を有し、機械的衝撃や熱衝撃に対する耐性も優れています。
- 高強度：一定の内圧・外圧および機械的荷重に耐えることができます。
- ほとんどの酸、アルカリ、溶融金属、ガラスに対して優れた耐性があり、腐食しません。これにより、極めて過酷な化学環境での使用が可能です。
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高温イオン導電性：酸化イットリウムなどの安定剤でドープすると、高温（通常600℃以上）で酸素イオン導体となります。 °C これは、酸素センサーの核心部品として使用される基本原理です。
- 常温絶縁性：常温では優れた電気絶縁体です。
- その熱膨張係数は特定の金属（例えば鋼など）に近いため、金属部品と組み合わせて使用する際の熱的適合性が良好で、熱応力を低減できます。
優位性
- 一体型の耐高温性および絶縁性：自ら高温に耐えうるだけでなく、熱伝導を効果的に遮断し、外部部品を保護します。
- 長寿命および高信頼性：高温、摩耗、腐食といった過酷な作業条件下でも、金属パイプや一般的なセラミックパイプよりもはるかに長い使用寿命を持ち、停止時間や交換頻度を削減できます。
- 化学的不活性：処理対象物（高純度材料や溶融材料など）を汚染せず、プロセスの清浄性を保証します。
- 多機能性：構造部品であると同時に、酸素イオン伝導や光学窓などの機能部品としても使用できます。
適用範囲
ジルコニア管の特有な性質により、それらは多様な高技術および工業分野における主要構成部品となっています。
- 炉管：真空炉や雰囲気炉で使用され、材料のキャリアまたは反応室として機能し、極めて高い作業温度に耐えることができます。
- 熱電対保護管：内部の熱電対を溶融金属や腐食性雰囲気による直接的な腐食から保護し、温度測定の正確性と長寿命を確保します。
- 押し板式窯およびロール式窯用ロールバー：高温強度およびクリープ抵抗性に優れているため、窯内のワークピースの輸送を支えるために使用できます。
- 酸素センサー：最も代表的な応用例です。広く使用されています。
- 自動車エンジン：排気ガス中の酸素濃度を検出し、電子制御ユニットにフィードバック信号を提供することで、空燃比（ラムダセンサー）の精密制御を実現します。
- 産業用燃焼制御：ボイラー、炉などの排ガス中の酸素濃度を監視し、燃焼を最適化して省エネルギーを実現します。
- 金属の熱処理：炉内雰囲気の炭素ポテンシャルを制御します。
- 動作原理：高温においてジルコニア管内の酸素イオンの伝導特性を利用し、管内外の酸素濃度に差がある場合、電位差（ネルンスト効果）が発生します。
- 溶融金属酸素プローブ：溶鋼や銅水などの溶融金属に直接挿入して、その酸素含有量を迅速に測定します。
- ガラス液面センサおよび流出口：ガラス液体の腐食に耐え、溶融ガラスの制御および接触に使用されます。
- 固体酸化物燃料電池：電解質膜として、高温で酸素イオンを伝導し、セルの核心的な発電部品です。
- 実験室用反応器：高温および腐食性環境を必要とする化学合成や材料研究に使用されます。
- 耐摩耗性ライニング：高 abrasion 性の粉末やスラリーを輸送するためのパイプラインライニングとして使用されます。
- 光学機器保護チューブ：過酷な環境下で光ファイバーやレンズを保護します。
技術仕様
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