Tubi ceramici
Ceramiche tecniche :
proprietà termo-fisiche
I tubi ceramici e le barre di ceramiche tecniche sono divise in due grandi categorie: materiali a poro chiuso - Impermeabile ai gas e materiali a poro aperto.
Le proprietà fisiche delle ceramiche indicate nella seguenti tabelle sono il risultato di test effettuati su campioni.
Esse sono quindi da considerarsi come riferimento per le parti realizzate nei rispettivi prodotti e non costituiscono di per sè una garanzia delle effettive caratteristiche del prodotto finito.
Per ciò che riguarda alcuni valori, esistono inoltre dei range entro cui è definità una certa proprietà, per esempio : considerata la Resistenza alla flessione a 20°C del materiale Carburo di Silicio S essa mostra un valore compresa tra 350 e 340 MPa.
NOTE IN TABELLA:
1) proprietà generale.
2) resistenza al test di fllessione su 4-punti.
3) a 700°C,
4) in funzione del carico.
5) in atmosfera ossidante.
6) in atmosfera inerte.
Allumina ed Allumino Silicati Impermeabile ai gas
| Allumina
ed Allumino Silicati Impermeabili ai gas |
Unità di misura | Allumina |
Allumino silicato (Mull.tipoZ) |
Allumino silicato (Mullite) |
| Composizione | Al2O3 99,7% + ( MgO, Na2O, SiO2 ) |
Al2O3 76% | Al2O3 60% SiO2 35% K2O 3% |
|
| Al2O3 |
% | 99,7 | 76 | 60 |
| Alcali | % | ¬ | 0,5 | 3,0 |
| SiC | % | ¬ | ¬ | ¬ |
| Si | % | ¬ | ¬ | ¬ |
| Tipo di materiale (DIN VDE 0335) |
¬ | 799 | ¬ | 610 |
| Assorbimento di H2O |
% | <- 0,2 | < 0,2 | < 0,2 |
| Perdita di carico a 20 °C | hPa dm3s-1 | 10-10 | ¬ | 10-10 |
| Densità | g cm-3 | 3,75 3,94 | 3,0 | 2,6 |
| Resistenza a flessione (Test su 3 punti 20 °C) | MPa | 300 | 150 | 120 |
| Resistenza a flessione (Test su 3 punti 1300 °C) | MPa | ¬ | ¬ | ¬ |
| Modulo di Young | GPa | 300 380 | 150 | 100 |
| Durezza (Mohs) | ¬ | 9 | 8 | 8 |
| Espansione Termica (20 - 700 °C) | 10-6 K-1 | 7,8 | 5,6 | 5,4 |
| Espansione Termica (20 - 1000 °C) | 10-6 K-1 | 8,6 | 6,0 | 6,0 |
| Conducibilità Termica (20 - 100 °C) | W m-1 K-1 | 25 | 6 | 2 |
| Max Temp sotto carico 4) | °C | 1700 | 1600 | 1400 |
| Max Temp continua per guaine protettive (DIN 43724) | °C | 1600 | ¬ | 1500 |
| Max Temp. continua per tondini isolanti (DIN 43724) | °C | 1800 | ¬ | 1500 |
| resistenza Dielettrica (IEC 672-2) | k V mm-1 | 26 | 26 | 26 |
| Resistività elettrica Volumetrica in corrente continua (DC)a 20°C. |
Ohm cm | 1014 | 1013 | 1013 |
| Resistenza allo shock Termico. | ¬ | buona | buona | buona |
| Dimensione media dei pori. | µm | ¬ | ¬ | ¬ |
| Capacità Termica (20 - 100 °C). | J kg-1 K-1 | 900 | 900 | 900 |
Zirconia Impermeabile ai gas
| Zirconia Impermeabile ai gas |
Unità di misura |
Zirconia MgO-PSZ |
Zirconia Y-RP |
Zirconia CaO-FSZ |
| Al2O3 |
% | - | - | - |
| Alcali | % | - | - | - |
| SiC | % | - | - | - |
| Si | % | - | - | - |
| Tipo di materiale (DIN VDE 0335) |
¬ | - | - | - |
| Assorbimento di H2O |
% | < 0.2 | < 0.2 | < 0.2 |
| Perdita di carico a 20 °C | hPa dm3 s-1 | - | - | - |
| Densità | g cm-3 | 5,6 | 5,9 | 5,4 |
| Resistenza a flessione (Test su 3 punti 20 °C) | MPa | 500 | 800 | 200 |
| Resistenza a flessione (Test su 3 punti 1300 °C) | MPa | - | - | - |
| Modulo di Young | GPa | - | - | - |
| Durezza (Mohs) | ¬ | - | - | - |
| Espansione Termica (20 - 700 °C) | 10-6 K-1 | 9,8 | 10,6 | 9,9 |
| Espansione Termica (20 - 1000 °C) | 10-6 K-1 | 10,3 | 10,9 | - |
| Conducibilità Termica (20 - 100 °C) | W m-1 K-1 | - | - | - |
| Maximal approximate temperature for load-bearing elements |
°C | 1500 | 1000 | 2000 (senza carico) |
| resistenza Dielettrica (IEC 672-2) | k V mm-1 | - | - | - |
| Resistività elettrica Volumetrica in corrente continua (DC)a 20°C. |
Ohm cm | - | - | - |
| Resistenza allo shock Termico. | ¬ | buona | buona | - |
| Dimensione media dei pori. | µm | - | - | - |
| Capacità Termica (20 - 100 °C). | J kg-1 K-1 | - | - | - |
carburo di silicio Impermeabile ai gas
| Carburo di Silicio | Unità di misura | Carburo di Silicio Tipo - I |
Carburo di Silicio Tipo - S |
|
| Al2O3 |
% | ¬ | ¬ | |
| Alcali |
% | ¬ | ¬ | |
| SiC |
% | 88-92 | 99 | |
| Si |
% | 8-12 | <- 0,1 | |
| Tipo di materiale (DIN VDE 0335) |
¬ | ¬ | ¬ | |
| Assorbimento di H2O |
% | < 0,1 | < 0,1 | |
| Perdita di carico a 20 °C |
hPa dm3 s-1 | ¬ | ¬ | |
| Densità | g cm-3 | 3,1 | 3,1 | |
| Resistenza a flessione (Test su 3 punti 20 °C) | MPa | 240 280 2) | 350 400 2) | |
| Resistenza a flessione (Test su 3 punti 1300 °C) | MPa | 250 300 | 370 420 2) | |
| Modulo di Young | GPa | 370 | 420 | |
| Durezza (Mohs) | ¬ | ¬ | ¬ | |
| Espansione Termica (20 - 700 °C) | 10-6 K-1 | 3,7 | 4,5 | |
| Espansione Termica (20 - 1000 °C) | 10-6 K-1 | 4,3 | 5,0 | |
| Conducibilità Termica (20 - 100 °C) | W m-1 K-1 | 100 | 124 | |
| Max Temp sotto carico 4) | °C | 1350 5) | 1600 5) | |
| Max Temp continua per guaine protettive (DIN 43724) | °C | ¬ | ¬ | |
| Max Temp. continua per tondini isolanti (DIN 43724) | °C | ¬ | ¬ | |
| resistenza Dielettrica (IEC 672-2) | k V mm-1 | ¬ | ¬ | |
| Resistività elettrica Volumetrica in corrente continua (DC)a 20°C. | Ohm cm | ¬ | ¬ | |
| Resistenza allo shock Termico. | ¬ | molto buona |
molto buona |
|
| Dimensione media dei pori. | µm | ¬ | ¬ | |
| Capacità Termica (20 - 100 °C). | J kg-1 K-1 | 900 | 1000 |
allumina, allumino silicati,carburo di silicio porosi
| Allumina Allumino Silicati Carburo di Silicio MATERIALI POROSI |
Allumina porosa |
60 NG |
60 |
65 |
KS |
SiC |
Quarzo |
SiC R |
| Al2O3 |
99,5 | 72-74 | 72-74 | 78-80 | 70 | ¬ | ¬ | ¬ |
| Alcali |
¬ | < 1 | < 1 | < 1 | < 1 | ¬ | ¬ | ¬ |
| SiC |
¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | 70-90 | ¬ | > 99 |
| Si |
¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | < 0,1 |
| Tipo di materiale (DIN VDE 0335) |
¬ | ¬ | 530 | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | |
| Assorbimento di H2O |
2-7 | 6 | 9 | 11 | 9 | 8-13 | 4-6 | 5 |
| Perdita di carico a 20 °C |
¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ |
| Densità | < 3,6 | 2,65 | 2,35 | 2,45 | 2,35 | 2,2-2,5 | 1,92‑ 2,00 | 2,7 |
| Resistenza a flessione (Test su 3 punti 20 °C) |
70 110 2) | 60 | 45 | 55 | 45 | 30 | 30-40 | 80 100 2) |
| Resistenza a flessione (Test su 3 punti 1300 °C) |
¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | 45 60 3) |
90 110 |
| Modulo di Young | ¬ | 85 | 60 | 75 | 60 | ¬ | 30 40 | 280 |
| Durezza (Mohs) | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ||
| Espansione Termica (20 - 700 °C) |
7,8 | 5,2 | 5,3 | 5,3 | 5,3 | 5 | ¬ | 3,9 |
| Espansione Termica (20 - 1000 °C) |
8,6 | 5,7 | 5,7 | 6,3 | 5,7 | 5 | 0,5-0,9 | 4,5 |
| Conducibilità Termica (20 - 100 °C) |
¬ | ¬ | 1,4 | 1,4 | 1,4 | ¬ | ¬ | 35 |
| Max Temp sotto carico 4) |
1700 | 1650 | 1350 | 1400 | 1350 | 1300 | 1000 | 1600 5) 2000 6) |
| Max Temp continua per guaine protettive (DIN 43724) | ¬ | ¬ | 1600 | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ |
| Max Temp. continua per tondini isolanti (DIN 43724) | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ |
| resistenza Dielettrica (IEC 672-2) |
¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ |
| Resistività elettrica Volumetrica in corrente continua (DC)a 20°C. |
¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ |
| Resistenza allo shock Termico. | buona | buona | molto buona |
molto buona |
molto buona |
molto buona |
molto buona |
molto buona |
| Dimensione media dei pori. | 1-3 | 8,5 | 2 | 1,5 | 2 | 3 | < 0,2 | 24 |
| Capacità Termica (20 - 100 °C). |
¬ | 900 | 800 | 900 | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ |
NOTE:
1) proprietà generale.
2) resistenza al test di fllessione su 4-punti.
3) a 700°C,
4) in funzione del carico.
5) in atmosfera ossidante.
6) in atmosfera inerte.
Tubi ceramici impermeabili ai gas.
i formati standard:
Tutte le dimensioni son disponibili con:Tolleranze custom su richiesta.
E' inoltre possibile richiedere isolatori multiforo in Allumina 99,7 e Mullite
NOTA : Per ciascun materiale le massime lunghezze specificate sono in relazione ai diametri esterniØ
| Allumina |
Allumino silicato (Mullite) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Al2O3 99,7% (resto MgO, Na2O, SiO2) | Al2O3 60% SiO2 35% K2O 3% | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| max. lung. 4000 mm |
max. lung. 4000 mm |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Allumino silicato (Mullite tipo Z) |
Carburo di Silicio Tipo I |
Zirconia |
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| Al2O3 76% | SiC 85-88%, Si 12-14% | stb.MgO, stb.CaO, stb Y2O3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| max.lunghezza 2200 mm |
max lunghezza 3400 mm |
max. lunghezza 1200 mm |
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|
|
Ceramiche tecniche:
L'
Allumina
L' Allumina possiede forti legami ionici intaratomici che danno vita alle sue caratteristiche chimico fisiche eccezionali. Può presentarsi in numerose fasi cristalline che ad elevate temperature convergonno tutte ad una unica fase stabile: la fase "alfa" ( hexagonal alpha phase).La fase 'alfa' dell'allumina è di sicuro la fase più utilizzata poichè rappresenta il suo stato più duro e resistente.
L'alta durezza e le eccellenti proprietà dielettriche, termiche e di refrattarietà rendono questo materiale la miglior scelta per innumerevoli applicazioni.
L'allumina di alta purezza è utilizzabile sia in atmosfera ossidante che riducente fino a 1925°C. Le perdite in peso in vuoto sono dell'ordine di 10 –7 to 10 –6 g/cm 2.sec su un range di temperatura che va dai 1700° a 2000°C. L'allumina resiste agli attacchi di qualunque gas eccetto il Fluoro ed è resistente a tutti i comuni reagenti eccetto l'acido idrofluoridrico e all'acido fosforico. E' possibile che vapori metallici alcalini ad elevate temperature possano danneggiare alcune allumine.
Proprietà
•Buona resistenza agli shock termici e meccanici
•Bassa conducibilità termica
•Buona resistenza alle alte temperature
•Tubi di protezione
•Rivestimenti per forni
•Isolanti elettrici
La Mullite
Mullite (3Al2O3 - 2SiO2 )La mullite, composto a base di allumina e silice è un materiale che mostra bassa espansione termica , buona resistenza meccanica unita a resilienza alle alte temperature. La mulliteè fra i composti ceramici quello che offre la maggiore
resistenza agli shock termici.
Proprietà
•Buona resistenza agli shock termici e meccanici
•Bassa conducibilità termica
•Buona resistenza alle alte temperature
•Tubi di protezione
•Rivestimenti per forni
•Isolanti elettrici
La Zirconia
La Zirconia è un materiale estremamente refrattario. Possiede caratteristiche di inerzia chimica e di resistenza allacorrosione a temperature superiori del punto di fusione dell'allumina. Possiede bassa conducibilità termica e bassa
conducibilità elettrica sotto gli 800°C.
Oltre i 600°C la zirconia ha la proprietà di consentire la migrazione di ioni dell'ossigeno attraverso la sua struttura cubica cristallina. La Zirconia pura esiste a differenti temperature sottoforma di
tre fasi cristalline :
•T°>2370°C struttura cubica.
•T° tra 1170 e 2370°C la struttura è tetragonale.
•T°<1170°C struttura monoclina.
La transizione da fase tetragonale a monoclina è rapida ed accompagnata dall'incremento di volume del 3 / 5 per cento che causano fenomeni di frattura nel materiale. Questa intrinseca debolezza vanifica ogni proprietà meccanica dei componenti durante il raffredamento e rende inutilizzabile la zirconia per qualunque utilizzo strutturale o meccanico. Molti ossidi che si dissolvono nella struttura cristallina della zirconia possono rallentare o eliminare questi cambiamenti nella struttura della materia. Vengono comunemente usati MgO, CaO, and Y2O3. Una quantità opportuna di questi ossidi riesce a mantenere la struttura cubica della zirconia anche a temperatura ambiente. La zirconia così ottenuta è molto dura e resistente e viene detta 'STABILIZZATà poichè non muta la sua fase cristallina durante i cicli di riscaldamento raffreddamento.
Esistono diverse tecniche che inducono il rinforzo della zirconia, molto semplicemente si può dire che i fattori che determinano la forza del composto sono la dimensione dei grani, la storia termica, il quantitativo di stabilizzante introdotto. Esistono due tipi di zirconia noti con il nome di Zirconia parzialmente stabilizzata (partially stabilized zirconia - PSZ) :
•Zirconia rinforzata tetragonale (tetragonally toughened zirconia-TTZ)
•Zirconia policristallina tetragonale (tetragonal zirconia polycrystal TZP)
La TTZ è una Zirconia parzialmente stabilizzata con MgO spesso designata con il nome MgTTZ o MgPSZ.
Essa consiste di precipitati tetragonale uniformemente dispersi in cristalli a
fase cubica.
La varietà TZP, anch'essa tetragonale, è costituita da grani molto
fini di materiale stabilizzati con ossidi di terre rare, tipicamente ossido di Ytrioo designata con il nome di YTZP e di Cerio (CeTZP) La TZP trova applicazione in applicazioni dove è necessaria estrema durezza e resistenza alla frattura. La TZP degrada rapidamente se esposta a vapor d'acqua a 200 to 300°C. Tutti i tipi di zirconia rinforzata mostrano in genere degrado delle proprietà con il crescere della temperatura ed il oro utilizzo è consigliato al di sotto degli 800°C.
Proprietà
•Per temperature fino a 2400°C.
•Alta densità.
•Bassa conducibilità termica (20% dellAl2O3).
•Inerzia chimica.
•Resistenza ai metalli fusi.
•Conduzione ionica.
•Alta resitenza alla frattura.
•Alta durezza.
•Sfere di precisione per valvole.
•Guide per la formatura di tubi metallici a freddo.
•Estrusori per metalli caldi.
•Forme per la pressatura di polveri.
•Sensori d'ossigeno.
•Celle a combustibile.
•Riscaldatori sopra i 2000°C in atmosfera ossidante.
Il Carburo di Silicio
TIPO I
•Carburo di silicio infiltrato con silicio (SiSiC reaction-bonded SiC matrix) completamente impermeabili ai gaso e senza pori, con residui di silicio
metallico
•Ceramica termica adatta ai carichi meccanici più gravosi
•Eccellente resistenza all'ossidazione
•Possibilità di realizzare componenti in large dimensioni
•temperature di esercizio fino a 1350°C
•Resistente alla corrosione di acidi forti e alcali
TIPO S
•Carburo di silicio sinterizzato in atmosfera depressurizzata (SSiC)
•Matrice con bassa percentuale di pori chiusi
•Ceramica termica adatta ai carichi meccanici più gravosi
•Eccellente resistenza all'ossidazione
•Temperature di esercizio fino 1600°C
•Resistente alla corrosione di acidi forti e alcali
