Saint Gobain Specialty Ceramics

Ultrahochtemperaturkeramik für extreme Umgebungen

Ultrahochtemperaturkeramik (UHTCs) sind eine spezielle Untergruppe keramischer Materialien, die sich durch ihre Fähigkeit auszeichnen, ihre strukturelle Integrität bei Temperaturen über 1,400 °C zu bewahren. Im Gegensatz zu herkömmlicher Keramik sind UHTCs darauf ausgelegt spezifische Hochtemperaturanwendungenund bietet eine zuverlässige Alternative, wenn herkömmliche Materialien anfällig für Zersetzung sind.
Ist es für Materialingenieure von entscheidender Bedeutung, die Grundlagen der verfügbaren Lösungen zu verstehen, insbesondere angesichts der vielfältigen Herausforderungen, denen sich die Industrie heute gegenübersieht? Neuartige Lösungen wie Ultrahochtemperaturkeramik kann eine solide Grundlage für Meetings bieten Leistungsanforderungen, Adressierung Herausforderungen der Nachhaltigkeit und Optimierung von Produktionsabläufen.

Ein technischer tiefer Einblick in UHTCs

Siliziumcarbid (SiC)

Innerhalb der UHTC-Kategorie ist Siliziumkarbid (SiC) ein herausragendes Material. SiC ist bekannt für seine außergewöhnliche chemische und mechanische Eigenschaften, besonders bei angestiegene Temperaturen. Zu den bemerkenswerten Eigenschaften von SiC gehören seine hohe Festigkeit, Härte und Wärmeleitfähigkeit. Darüber hinaus bietet SiC Korrosionsbeständigkeit und THerkömmlicher SchockDadurch eignet es sich für verschiedene Anwendungen in Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und Energie. Zu den spezifischen Hochtemperaturanwendungen von SiC gehören:

  • Heißprägerollen: SiC-Keramik ist ein wesentlicher Bestandteil bei der Herstellung von Heißprägewalzen und nutzt ihre inhärente Hochtemperaturfestigkeit und Thermoschockbeständigkeit.
  • Thermoelement-Schutzrohre: In Öfen und anderen Hochtemperaturumgebungen wird SiC zur Herstellung von Thermoelement-Schutzrohren verwendet, um Thermoelemente vor extremen Temperaturen zu schützen.
  • Temperatursensoren: Hexoloy, eine Variante von Siliziumkarbid, wird zur Abschirmung von Temperatursensoren in Umgebungen verwendet, die durch Rauheit und Korrosivität gekennzeichnet sind. Aufgrund seines minimalen Wärmeausdehnungskoeffizienten kann Hexoloy in speziellen Atmosphären Temperaturen von bis zu 1,950 °C standhalten.
  • Wärmetauscher: Hexoloy SE, ein spezieller SiC-Typ, eignet sich besonders für Wärmetauscher, Hochtemperaturöfen, chemische Verarbeitung und andere Anwendungen, die Widerstandsfähigkeit unter schwierigen Bedingungen erfordern.
  • Halbleiteranwendungen: Die Halbleiterindustrie schätzt SiC wegen seiner ausgeprägten chemischen Inertheit, was es zum Material der Wahl für die Handhabung und Inspektion von Wafern macht.
  • Neue Energieanwendungen: Die chemische Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und die große Vielfalt an Formgebungsverfahren für SiC-Materialien ermöglichen im Vergleich zu anderen Materialoptionen eine hohe Leistung bei geringerer Dicke (<3 mm) und erhöhten Temperaturen. Dies optimiert die Leistung bei der Produktion von Kathodenaktivmaterial (CAM) und SOFC/SOEC-Platten.

 

 

Zirkoniumdioxid (ZrO2)

Zirkonoxid (ZrO2) ist ein weiteres bedeutendes UHTC. Es wird besonders für seine geschätzt Bruchzähigkeit und kontrollierte Wärmeausdehnungseigenschaften.

Die Beständigkeit von Zirkonoxid gegenüber Thermoschocks und seine Fähigkeit, die mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen beizubehalten, machen es zu einer bevorzugten Wahl für Anwendungen wie Wärmedämmbeschichtungen, moderne Schneidwerkzeuge und biomedizinische Implantate.

Saint-Gobains Beitrag: Hexoloy®

Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories, ein führender Anbieter von Keramiktechnologie, bietet Hexoloy®, ein raffiniertes SiC-Material. Hexoloy® zeichnet sich durch seine Härte, Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und thermische Stabilität aus und ist daher geeignet für Hochtemperaturanwendungen, einschließlich Rollenherdöfen, die über 1,500 °C betrieben werden.
Roller Hearth Kiln
 

Auswirkungen und Fortschritte mit UHTCs

Die Integration von UHTCs, insbesondere SiC und Zirkonoxid, hat Fortschritte in den Industrien erleichtert, die unter diesen Bedingungen tätig sind extreme Bedingungen. Diese Keramiken tragen zur betrieblichen Effizienz bei und verlängern die Haltbarkeit der Ausrüstung. Durch den Einsatz von UHTCs können Industrien aktuelle Methoden verbessern und innovative technologische Lösungen entwickeln.

Die Rolle von UHTCs in zukünftigen Entwicklungen

Saint Gobain Specialty Ceramics
Ultrahochtemperaturkeramik dient nicht nur als fortschrittliches Material, sondern auch als Katalysator für zukünftige technologische Fortschritte. Während sich die Industrielandschaft weiterentwickelt und die Grenzen aktueller Materialien herausfordert, wird erwartet, dass UHTCs eine Vorreiterrolle einnehmen werden, insbesondere in Sektoren, die dies erfordern hohe thermische Beständigkeit.
Bei Saint-Gobain Performance Refractories and Ceramics geht unser Fokus über die Produktentwicklung hinaus.Wir widmen uns bahnbrechenden Innovationen in der Keramik. Wir ermutigen Stakeholder, unser umfassendes Lösungsangebot zu erkunden und fördern so Kooperationen, die den industriellen Fortschritt vorantreiben.