01 février 2021

Thermocouples: céramiques techniques dans les tubes de capteur

Les céramiques techniques, également appelées céramiques techniques ou céramiques fines, sont une classe haute performance de matériaux inorganiques connus pour résister aux conditions extrêmes des environnements industriels. Fiables sur des durées de service prolongées dans les conditions les plus difficiles, les céramiques techniques sont couramment déployées dans des conditions où d'autres matériaux échoueraient sûrement. Bien que les céramiques techniques constituent un large groupe d'alliages non métalliques aux propriétés thermodynamiques et chimiques variables, elles sont unifiées par une très bonne résistance à la corrosion, à l'usure et aux températures élevées, par rapport à d'autres matériaux d'ingénierie. 
Les produits de Saint Gobain Specialty Ceramics permettent aux clients de résoudre des problèmes difficiles dans les domaines du traitement thermique et chimique, de la métrologie industrielle, de la détection de température, du brasage, des garnitures mécaniques, du traitement des semi-conducteurs, du sablage et des applications de production d'énergie renouvelable. Le portefeuille de Specialty Ceramics se compose de plus d'une douzaine de produits, vendus sous des marques connues : matériaux Hexoloy®, buses Norbide®, matériaux Noralide®, tapis Silit®
Cela signifie qu'ils peuvent être déployés dans des environnements exigeants tels que les fonderies où les atmosphères de cémentation, d'oxydation, de nitruration et de sulfuration, associées à des températures de fonctionnement supérieures à 1,200 2,190 °C (XNUMX XNUMX °F), entraîneront une dégradation rapide des composants métalliques.

Utilisation de la céramique technique pour la surveillance des processus

La surveillance des procédés est un défi dans les fonderies de verre et de métal. L'échantillonnage des températures de fusion ou de gaz de combustion implique d'exposer les sondes sensibles à des environnements corrosifs et à haute température.
Les thermocouples sont utilisés dans tout le spectre de l'ingénierie et de l'industrie pour obtenir des lectures de température précises in situ. Ceci est calculé en fonction de la différence de température à une jonction entre deux fils sensibles à la température - généralement chromel-alumel, ou ce que l'on appelle un thermocouple de type K.

Bien que fiables et précis à des températures supérieures à 1,000 1,832 °C (XNUMX XNUMX°F), les thermocouples sont sujets à la corrosion dans des atmosphères difficiles et ne peuvent pas résister aux chocs thermiques sévères associés aux applications de fonderie. De plus, la précision des lectures de température est relative à l'intégrité dimensionnelle des fils de thermocouple, ce qui signifie qu'il y a une faible tolérance pour la dilatation induite thermiquement.

Une solution simple à ce problème est de gainer les thermocouples dans un tube de protection composé d'une céramique technique comme alumine, carbure de silicium, ou de la zircone.

Céramiques techniques pour tubes thermocouple

Bien que l'alumine et la zircone puissent être utilisées pour les tubes de protection de thermocouple, le carbure de silicium de haute pureté offre le plus haut niveau de performance en raison de sa haute densité, sa faible porosité et sa conductivité thermique exceptionnelle.

Chez Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories, nous fournissons un carbure de silicium alpha exclusif sous le Hexoloy® gamme de produits. Avant notre offre de céramique technique unique, le carbure de silicium était utilisé avec parcimonie dans les applications de fonderie en raison de problèmes liés à la pureté et à la porosité. Notre carbure de silicium monophasé résout ces défis avec une excellente uniformité et une intégrité chimique absolue, offrant une résistance universelle à la corrosion. Ceci est réalisé grâce à un processus de frittage et d'extrusion sans pression qui donne du carbure de silicium à grains fins auto-lié sans avoir besoin de liants ou de charges.

Notre Hexoloy® Les tubes de protection par thermocouple en carbure de silicium sont par la suite idéaux pour les tubes de capteur de température dans des environnements de travail difficiles, garantissant des performances durables pour des besoins de maintenance réduits et une durée de fonctionnement accrue pour les processus critiques.

Vous souhaitez en savoir plus sur des applications plus techniques de la céramique?

Cet article fonctionne comme une brève introduction au besoin de gaines de thermocouple de précision et à notre solution unique à ce défi. Si vous souhaitez plus de détails, vous pouvez trouver une ventilation complète des spécifications de notre Hexoloy® Tubes capteurs SiC ici.