O tubo de zircônia é um componente tubular feito de material cerâmico de zircônia de alto desempenho, sendo uma categoria importante de peças cerâmicas de zircônia moldadas. Ele incorpora as excelentes características dos materiais de zircônia e desempenha um papel insubstituível em cenários de aplicação específicos.
Características de desempenho
Os tubos de zircônia herdam a maioria das propriedades excelentes das cerâmicas de zircônia e possuem algumas funcionalidades únicas devido à sua geometria tubular.
- Excelente desempenho em altas temperaturas e isolamento térmico
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Estabilidade em alta temperatura: Pode operar de forma estável por longos períodos em temperaturas de até 1100 °C -1500°C (dependendo do tipo e proporção do estabilizante), e não se torna facilmente mole ou deformado.
- Condutividade térmica extremamente baixa: É um material de isolamento avançado reconhecido, com condutividade térmica muito inferior à maioria dos metais e cerâmicas óxidas (como a alumina). Isso torna os tubos de zircônia ideais como tubos para fornos de alta temperatura e mangas de isolamento térmico.
- Excelente desempenho mecânico
- Alta tenacidade: Graças ao mecanismo de "endurecimento por transição de fase", os tubos de zircônia possuem maior resistência ao impacto e à fratura em comparação com outros tubos cerâmicos (como os de alumina), além de melhor resistência a choques mecânicos e térmicos.
- Alta resistência: capaz de suportar certas pressões internas e externas e cargas mecânicas.
- Excelente Resistência à Corrosão
- Possui excelente resistência à maioria dos ácidos, álcalis, metais fundidos e vidro, não sofrendo corrosão. Isso permite seu uso em ambientes químicos extremamente agressivos.
- Propriedades elétricas especiais
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Condutividade iônica em alta temperatura: Quando dopado com estabilizantes como óxido de ítrio, torna-se um condutor de íons de oxigênio em altas temperaturas (geralmente >600 °C ). Este é o princípio fundamental por trás de seu uso como componente principal de um sensor de oxigênio.
- Isolamento em temperatura ambiente: É um excelente isolante elétrico à temperatura ambiente.
- Baixo Coeficiente de Expansão Térmica
- O seu coeficiente de expansão térmica é próximo ao de certos metais (como o aço), e possui boa compatibilidade térmica quando embalado ou combinado com peças metálicas, o que pode reduzir a tensão térmica.
Vantagem
- Resistência integrada a altas temperaturas e isolamento: É capaz de suportar altas temperaturas por si só, isolar eficazmente a transferência de calor e proteger componentes externos.
- Longa durabilidade e alta confiabilidade: Em condições severas de trabalho, como altas temperaturas, desgaste e corrosão, sua vida útil excede em muito a dos tubos metálicos e dos tubos cerâmicos comuns, reduzindo a frequência de paradas e substituições.
- Inércia química: Não contamina os materiais tratados (como materiais de alta pureza e materiais fundidos), garantindo a limpeza do processo.
- Multifuncionalidade: Atua tanto como componente estrutural quanto funcional (como condução de íons de oxigênio, janelas ópticas, etc.).
ÂMBITO DE APLICAÇÃO
As propriedades únicas dos tubos de zircônia tornam-nos um componente essencial em diversos campos industriais e de alta tecnologia.
- Fornos industriais de alta temperatura e equipamentos de sinterização
- Tubo de forno: utilizado em fornos a vácuo e fornos com atmosfera controlada, como suporte de material ou câmara de reação, capaz de suportar temperaturas de trabalho extremamente elevadas.
- Tubo de proteção para termopar: protege o termopar interno da corrosão direta por metal fundido e atmosferas corrosivas, garantindo a precisão e longevidade da medição de temperatura.
- Barras roletas para fornos de placas empurradas e fornos roletados: devido à sua alta resistência térmica e resistência ao creep, podem ser usadas para suportar o transporte de peças dentro dos fornos.
- Sensores (áreas principais de aplicação)
- Sensor de oxigênio: esta é a aplicação mais clássica. Amplamente utilizado em:
- Motor automotivo: detecta o teor de oxigênio nos gases de escape, fornece sinais de feedback à unidade de controle eletrônico e permite o controle preciso da relação ar-combustível (sensor Lambda).
- Controle de combustão industrial: Monitorar o teor de oxigênio dos gases de escape em caldeiras, fornos, etc., otimizar a combustão e economizar energia.
- Tratamento térmico de metais: Controlar o potencial de carbono da atmosfera do forno.
- Princípio de funcionamento: Utilizando as características de condução de íons de oxigênio em tubos de zircônia em altas temperaturas, uma diferença de potencial (efeito Nernst) é gerada quando a concentração de oxigênio no interior e no exterior do tubo é diferente.
- Metalurgia e Indústria do Vidro
- Sonda de oxigênio para metal fundido: inserida diretamente em metal fundido, como aço fundido e cobre líquido, para medir rapidamente seu teor de oxigênio.
- Sensor de nível de vidro e orifício de fluxo: resistente à erosão por líquido de vidro, utilizado para controle e contato com vidro fundido.
- Nova energia e pesquisa científica
- Célula a combustível de óxido sólido: Como membrana eletrólita, conduz íons de oxigênio em altas temperaturas e é o componente central de geração de energia da célula.
- Reator de laboratório: usado para síntese química e pesquisa de materiais que exigem ambientes de alta temperatura e resistentes à corrosão.
- Revestimento resistente ao desgaste: usado como revestimento de tubulação para transportar pós altamente abrasivos ou polpas.
- Tubo de proteção para dispositivos ópticos: protege fibras ópticas ou lentes em ambientes agressivos.
Especificações Técnicas
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