Теплопроводность керамика: Теплопроводность, теплоемкость, плотность керамики и огнеупоров: таблицы значений

Теплопроводность, теплоемкость, плотность керамики и огнеупоров: таблицы значений

Теплопроводность и плотность керамики, огнеупоров

В таблице представлены значения плотности, пористости П, теплопроводности керамики и огнеупоров в зависимости от температуры. Свойства керамики и огнеупоров в таблице даны для температуры от 200 до 1600°С.

Содержание оксида алюминия Al₂O₃ в изделиях находится в пределах от 28 до более 90%; содержание оксида кремния SiO₂ в керамике от 25 до более 97%; содержание оксида циркония ZrO₂ от 50 до более 90%. Также в огнеупорах содержаться оксид магния и карбид кремния.

Плотность, пористость П и теплопроводность приведены для следующих материалов: огнеупор из кварцевого стекла, керамика, содержащая оксид алюминия Al2O3, SiO2, MgO, SiC, диоксид циркония ZrO2, изделия: динасовые, полукислые, шамотные, муллитокремнеземистые, муллитовые, муллитокорундовые, корундовые, периклазовые, форстеритовые, карбидкремниевые, бадделеитовые, цирконовые плавленые и поликристаллические.

Плотность керамики в таблице приведена при температуре 20°С. Наиболее плотной и тяжелой керамикой является бадделеитовая керамика на основе оксида циркония — ее плотность составляет от 5500 до 5800 кг/м³.

Теплоемкость керамики и огнеупоров

В таблице представлены значения удельной массовой теплоемкости керамики и огнеупоров в зависимости от температуры.
Теплоемкость огнеупоров в таблице дана в интервале температуры от 273 до 1773К (от 0 до 1500°С). Размерность теплоемкости кДж/(кг·град).

Теплоемкость приведена для следующих огнеупорных материалов: алундум, глинозем, карборунд, кирпич динасовый, магнезитовый, хромитовый, шамотный кирпич, силлиманит, уголь электродный, фарфор высоковольтный, низковольтный и установочный, циркон.

Теплоемкость шамота, динаса, корунда и магнезита

В таблице представлены значения удельной массовой теплоемкости этих огнеупоров в зависимости от температуры.
Теплоемкость шамота, динаса, корунда и магнезита в таблице дана в интервале температуры от 50 до 1500°С.  Размерность удельной теплоемкости кДж/(кг·град).

Теплоемкость высокоогнеупорных материалов и керамики

В таблице даны значения удельной массовой теплоемкости высокоогнеупорных материалов в зависимости от температуры.
Теплоемкость огнеупорных материалов и керамики в таблице приведена в интервале температуры от 100 до 1400°С (размерность теплоемкости кДж/(кг·град)).

Теплоемкость указана для следующих огнеупоров и керамических материалов: корунд (искусственный), глинозем, муллит, кианит (борисовский), андалузит (Семиз-Бугу), силлиманит, муллитовые изделия, магнезитовые изделия 88% MgO, спекшийся магнезит, серпентин, шпинель, известь (плавленая), окись циркония ZrO2, циркон (ильменский), хромитовые изделия, хромит (халиловский), карборунд (кристаллический), карборундовые изделия типа карбофракс SiC, графит С.

Источники:

1. Физические величины. Справочник. А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др.; Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
2. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с.
3. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.

Коэффициенты теплопроводности керамики кислотоупорной — Справочник химика 21

    Кислотоупорная керамика и каменныйтовар сравнительно дешевы и химически стойки, но непрочны, хрупки и обладают низкой теплопроводностью, что с появлением химически стойких сплавов ограничило их применение. Основные свойства изделия из керамики з дельный весу = 2,5ч-2,7, теплоемкость с = 0,19 к Ал//сг°С, коэффициент температурного расширения а = 4,5 X 10 — . Предел прочности при рзстяжении = 95 ч- 100 кг/см , при сжатии к.г/см . Для понижения пористости, достигающей 

    Кислотоупорная керамика характеризуется следующими свойствами плотность 2,5—2,56 г/см объёмный вес 2,1—2,3 г/см пористость по водо-поглощению 0,3—10% пределы прочности, кг1см при растяжении 50—100 сжатии-—до 5000 изгибе 100—400 огнеупорность 1500—1650° коэффициент линейного расширения — 4,3-10 теплопроводность 0,9—1,05 ккал/м-ч-град, теплоемкость 0,185—0,187 ккал// -spao кислотоупорность 92—99,8.

Керамические теплопроводящие изоляционные подложки

05.08.2019

Теплопроводящие керамические подложки — лучшее на сегодняшний день решение для электроизоляции и отвода тепла от электронных компонентов, которое подходит как для любительских, так и для промышленных применений.

Данные подложки на основе оксида алюминия (Al₂O₃) многократно превосходят эластичные листовые материалы типа КПТД и слюду по теплопроводности и электрической прочности, обеспечивая отличные условия эксплуатации приборов независимо от их мощности.

Для более требовательных и ответственных применений производятся подложки из нитрида алюминия (AlN), которые имеют выдающуюся теплопроводность, сопоставимую с этим показателем у дорогостоящего и токсичного оксида бериллия (BeO).

Для достижения максимального результата подложки могут быть изготовлены в металлизированном исполнении под пайку. Покрытие из толстой медной фольги быстро распределяет тепло по всей поверхности подложки, еще более усиливая эффект отсутствия зазоров и лишних слоев в паяном соединении.

Преимущества

• лучшая чистота обработки поверхности (10-й класс) и плоскостность, чем у аналогичных штампованных керамических подложек;
• широкий диапазон выбора толщин: от 0.25мм для максимального отвода тепла (сломать можно, раздавить нельзя — выдерживают любой разумный прижим) до 2мм для уменьшения паразитной емкости (например, в импульсных устройствах) при достаточно высоком уровне теплопередачи;
• электрическая прочность не менее 16 кВ/мм для AlN и до 25 кВ/мм для Al₂O₃, что почти в два раза превышает этот показатель у ряда других керамических прокладок, представленных на рынке.

Физические характеристики

Стандартные размеры

Тип корпуса	Габарит, мм	Диаметр отверстий, мм
ТО-126	10х13	3. 1
ТО-220	12х18	3.2
ТО-247	18х23	3.6
ТО-264	21х26	3.6
ТО-3	27х41	2 х d4.8 + 2 x d3.6

Примечание:  В таблице указаны размеры прокладок под наиболее распространенные типы корпусов.

Сравнение метериалов на примере прокладок под корпус ТО-247 (23х18 мм)

Материал прокладки	Типовая толщина прокладки, мм	Расчетное тепловое сопротивление, K/W	Улучшение эффективности, раз
Слюда	0.05	0.173	1.4
Силиконовая прокладка, КПТД	0.2	0.242	1
Оксид бериллия (BeO)	1	0.011	23
Оксид бериллия (BeO)	2	0. 021	12
Оксид алюминия (Al2O3)	0.25	0.024	10
Оксид алюминия (Al2O3)	0.38	0.037	7
Оксид алюминия (Al2O3)	0.63	0.061	4
Оксид алюминия (Al2O3)	1	0.097	3
Нитрид алюминия (AlN)	0.25	0.003	72
Нитрид алюминия (AlN)	0.5	0.007	36
Нитрид алюминия (AlN)	1	0.013	18
Нитрид алюминия (AlN)	2	0.027	9

Примечание: в таблице указаны самые популярные толщины выпускаемых подложек Al₂O₃ и AlN.

водопоглощение, морозостойкость, теплопроводность и термическая стойкость. Статьи компании «ЛенКерам»

Физические свойства плитки — это свойства, которые не зависят от механического или химического воздействия. Изменение в состоянии материала при повышении влажности, температуре ниже 0 градусов, теплопроводность и термическая стойкость.

Водопоглощение
Данный параметр показывает пористость плитки, что непосредственно влияет на плотность изделия, и соответственно на прочность. Чем более пористая плитка, тем менее она прочная, в соответствии с чем классифицируется по соответствующему стандарту EN 14411.
Показатель водопоглощения зависит от количества жидкости, которое она впитывает в соотношении к массе сухой плитки. В случае с глазурованными плитками, данный показатель не затрагивает глазурь, так как у глазури отсутствует пористость.
Водопоглощение определяется двумя методами: кипячения (плитку на 2 часа опускают в кипящую воду) и вакуумным методом (водонасыщение происходит в вакуумной камере с пониженным давлением). При испытаниях, плитку взвешивают в сухом состоянии, после чего производят погружение в воду, и после извлечения снова взвешивают, на основании чего рассчитывают водопоглощение.

Морозостойкость
Показатель, отражающий способность плитки выдерживать температуры ниже ноля градусов, это особенно важно для плитки, которую планируется использовать в экстерьере.
Замораживание происходит в 2 этапа: проникновение воды внутрь плитки;замораживание её и соответственно расширение. Показатель морозостойкости определяется по двум параметрам: возможность попадания воды внутрь плитки; размер и форма пор — которые определяют степень нагрузки, которую материал будет испытывать в процессе замерзания.
Соответственно, можно сделать вывод, что данное качество напрямую связанно со свойством водопоглощения плитки, чем оно выше, тем ниже морозоустойчивость.

Теплопроводность и термическая стойкость
Теплопроводность — коэффициент теплопроводности плитки варьируется обычно от 0,5 у более пористых материалов, до 0,9 у более плотных (клинкер, керамогранит).
Керамическая плитка как и натуральный камень может аккумулировать тепло, то есть плитка долго нагревается, но нагревшись — долго остывает. Все эти свойства необходимо учитывать при проектировании облицовочных поверхностей, а так же при устройстве теплых полов.
Термическая стойкость — способность плитки выдерживать резкие перепады температур, особенно если это частое явление. При резком нагревании, поверхность плитки расширяется, и нижние слои остаются более холодными, что может привести к деформации. Плитка — твердый материал, поэтому может растрескаться, в случае если показатель термической стойкости не достаточен для таких перепадов.

Конечно вряд ли в каком-либо магазине вы в описании увидите все эти показатели, да и если спросите у консультанта, нельзя быть уверенным, что он знает ответы, поэтому правила простые: керамогранит и клинкер могут находиться в суровых условиях перепадов температуры, и замерзания, а вот керамическая плитка скорее всего потрескается.

Теплая керамика SuperThermo из Самары для теплых домов по всей России. И всего 38 сантиметров!

Компания Кирилл давно и успешно осуществляет продажу и поставки теплой керамики KERAKAM как на объекты частного строительства, так и на многочисленные поселки таунхаусов и многоэтажки в Подмосковье. На выставке «Красивые дома 2013» компания Кирилл представила экспозицию с демонстрацией кладок стен из блоков теплой керамики разных размеров в поселках Марсель, Бристоль, Кембридж.

KERAKAM 38 SuperThermo® (260х380х219) – современный высокотехнологичный продукт, отвечающий в полной мере современным теплотехническим нормам и имеющий при этом рациональную толщину в 38 см. Камень KERAKAM 38 SuperThermo® имеет достаточную прочность (92 кгс/см²) для возведения домов с несущими стенами до 3-х этажей. Один камень выдерживает равномерно распределённую нагрузку более 90 тонн.
Экологичность

KERAKAM 38 SuperThermo® производится из экологически чистого природного материала: глины и древесных опилок, выгорающих при обжиге. В результате чего керамический камень обладает капиллярной структурой, позволяющей стене «дышать». Стена, построенная из керамических камней KERAKAM 38 SuperThermo® от компании Кирилл, остается сухой в любое время года.

Теплоизоляционные свойства

Теплотехнические свойства крупноформатной керамики формируются за счет трех основных факторов: процента пустотности, плотности керамического черепка (степени поризации) и структуры пустот. Ромбовидная форма пустот крупноформатного камня KERAKAM 38 SuperThermo® обеспечивает наилучшие теплотехнические характеристики.

Высокая пустотность поризованного камня KERAKAM 38 SuperThermo® (54,1%) в сочетании с микропористой структурой обожжёного черепка определяют низкую теплопроводность данного материала – 0,110 Вт/(м°C).

KERAKAM 38 SuperThermo® имеет низкую теплопроводность, но в отличии от ячеистых бетонов, имеет достаточно высокое значение плотности (730 кг/м³), что позволяет стенам, построенным из этого материала приобретать свойства высокой тепловой инертности. Благодаря этому существенно снижаются затраты энергопотребления на поддержание комфортной температуры в жилых помещениях дома как зимой, так и летом.

Тепловая инерция

Для регионов с расчетной температурой июля выше +21 °С нормируется не только зимняя тепловая защита (через сопротивление теплопередаче), но и летняя (через тепловую инерцию). Однако учитывать тепловую инерцию полезно не только на Ставрополье или в Краснодарском крае, но и в более умеренных широтах. Хорошо организованная летняя тепловая защита позволяет обойтись в жилье без кондиционеров.

Тепловая инерция конструкции характеризует скорость прохождения через нее температурного фронта. Чем выше тепловая инерция конструкции, тем больше времени требуется для того, чтобы на её внутренней поверхности проявилось температурное воздействие, оказанное снаружи. Данное свойство наиболее полезно в условиях резко континентального климата, когда разность дневных и ночных температур сильно отличается. В домах, стены которых обладают высокой тепловой инерцией, в период колебания суточных температур вокруг близких к физиологическому оптимуму 18…23 °С, существенно экономится энергия на работу систем поддержания заданной температуры воздуха в помещениях, так как суточные колебания температуры затухают в толще стены, не проводя в помещение ночной холод или дневной зной.

Другим значимым для пассивной летней теплозащиты параметром является теплонакопительная способность конструкций дома. Теплоемкость не зависит линейно от тепловой инерции и влияет на ощущение комфорта другим образом. Массивные теплоемкие конструкции летом могут охлаждать воздух в помещении, а зимой, при перебоях в работе систем отопления, некоторое время поддерживать комфортный микроклимат, отдавая в помещение запасенное тепло. Стены, выполненные из керамических блоков KERAKAM 38 SuperThermo® от компании Кирилл, обладают существенными теплонакопительными свойствами и тепловой инерцией. В таких домах даже без использования специальных систем подогрева и охлаждения наружного воздуха будут поддерживаться комфортные условия в летний зной, перемежаемый ночными холодами: ночью помещение не будет заметно остывать, а днем в нем сохранится прохлада.

Простота кладки

KERAKAM 38 SuperThermo® заменяет в кладке по своему объему 11 кирпичей обычного формата. При этом крупноформатный камень благодаря высокой пустотности, остается легким по весу (15,4 кг) и простым в технологии кладки. Наличие специальной пазогребневой структуры стыка боковых поверхностей камня существенно упрощает технологию кладки, снижает требования к профессиональному уровню каменщиков и в совокупности сокращает сроки строительства в 3-5 раз.

В основе размера камня KERAKAM 38 SuperThermo® лежит Российская модульная система строительных материалов, поэтому он легко перевязывается с кирпичом с высотой 65 мм. (толщиной согласно ГОСТ 530-2012), т.е. каждые три облицовочных кирпича с учетом шва 12 мм. образуют высоту самого блока 219 мм.

Долговечность

Отсутствие необходимости использования эффективных утеплителей, позволяет возводить стеновые конструкции толщиной (не более 50,0 см) в один камень KERAKAM 38 SuperThermo® с облицовкой из керамического кирпича. Такие стены более всего устойчивы к негативному воздействию окружающей среды: температурным перепадам в сочетании с попеременным увлажнением кладки и ветровым нагрузкам. А также обладают высокой долговечностью (более 100 лет) и экономичностью, если в расчет брать не только расходы на строительство, но и эксплуатационные и ремонтные расходы.

Экономичность

Несмотря на большой формат KERAKAM 38 SuperThermo® (11,1 НФ) на 38% легче аналогичных по объему пустотелых кирпичей и на 56% легче полнотелый кирпичей, что существенно снижает нагрузку на фундамент и следовательно затраты на его изготовление.

Большой формат KERAKAM 38 SuperThermo® позволяет существенно ускорить ведение кладки – если из обычного кирпича за смену каменщик в среднем выкладывает 1-1,5 м³ кладки, то из крупноформатного камня KERAKAM 38 SuperThermo® за аналогичное время до 8 м³, что также ведет к снижению себестоимости кладки.

Соединение вертикальных швов в паз и гребень в крупноформатных блоках KERAKAM 38 SuperThermo® не требует раствора, поэтому на кладку снижается расход раствора примерно на 84% по сравнению с обычным одинарным кирпичом.

Величина сопротивления теплопередачи конструкции стены толщиной не более 50,0 см. из керамических камней KERAKAM 38 SuperThermo® с учётом облицовочного кирпича составляет 3,51 м²•°С/Вт (условия эксплуатации – Б), что на 12,1% превышает допустимое значение сопротивление теплопередаче стен для жилых помещений для г.Москвы (3,13 м²•°С/Вт). Данные показатели являются исключительными для однородной керамической стены и позволяют значительно снизить расходы на отопление и энергопотребление по сравнению с аналогичными материалами, представленными на рынке Российской Федерации.
Использование камня KERAKAM 38 SuperThermo® является наиболее рациональным для возведения внешних стен дома по сравнению со всеми имеющимися аналогичными форматами крупноформатных блоков. Например, при замене крупноформатного камня толщиной 51 см. на KERAKAM 38 SuperThermo® позволяет получить дополнительную площадь здания 0,13 м² с каждого погонного метра стены, т.е. 5,2 м² с каждых 100 м² запланированной ранее площади.

Требования к сопротивлению теплопередачи

Теплотехнические характеристики наружных ограждающих конструкций назначаются исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий, а также из условий энергосбережения. Проектирование тепловой защиты жилых и общественных зданий с круглогодичной эксплуатацией должно ввестись из условий энергосбережения. Для Москвы нормативно рекомендовано приведенное сопротивление теплопередачи наружных стен Rreg=3,13 м²•°С/Вт.

Для определения необходимой толщины стен производится расчет сопротивления теплопередачи кладки, утепляющего и облицовочного слоев. По результатам расчета назначается необходимая толщина кладки, обеспечивающая комфортное проживание. Расчетное сопротивление теплопередачи кладки из камней KERAKAM 38 SuperThermo® с облицовкой из фасадного кирпича (102 мм) определяется по формуле:

Ro=1/αв + R1 + R2 + R3 + 1/αн,

αв = 8,7 Вт/(м²•°С) – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций;
αн = 23 Вт/(м²•°С) – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции;
R1= δ1/ λ1 – термическое сопротивление облицовочного кирпича DAAS BAKSTEEN на цементно-песчаном растворе, м²•°С/Вт;
R2= δ2/ λ2 – термическое сопротивление камня KERAKAM 38 SuperThermo® на цементно-песчаном растворе, м²•°С/Вт;
R3= δ1/ λ1 – термическое сопротивление цементно-песчаного раствора наносимого внутри помещения, м²•°С/Вт.

Ro=1/8,7 + 0,102/0,53 + 0,380/0,121 + 0,015/0,76 + 1/23=3,51 м²•°С/Вт

Из расчетов следует, что уже при толщине стены 38 см из камня KERAKAM 38 SuperThermo® (0,380/0,121=3,14 м²•°С/Вт) удовлетворяет требованиям, предъявляемых к стенам жилых зданий, исходя из условий комфортности проживания и энергосбережения.

Производство работ 

При возведении зданий из керамического поризованного камня KERAKAM 38 SuperThermo® следует руководствоваться требованиями СниП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» (раздел 7 «Каменные конструкции») и рекомендациями производителя по проектированию, возведению стен и перегородок зданий. Перед укладкой камни необходимо очистить от возможных загрязнений и визуально проверить их на целостность. Имеющие механические повреждения (отколотые кромки, углы) камни допускается использовать при кладке простенков фронтонов или внутренних стен.

Начало кладки

Кладку из керамических камней рекомендуется начинать с углов здания и вести законченными рядами по всему периметру. При этом следует осуществлять постоянный контроль взаимной перпендикулярности вертикальных и горизонтальных швов кладки, а также вертикальности стен с помощью инструментов.

Паз-гребень

Поверхность камней перед нанесением раствора рекомендуется смачивать водой для лучшей адгезии. После того как раствор приготовлен, его выгружают в ёмкость для временного хранения, затем распределяют по длине стены (на 2÷3 камня), выравнивая постель. Камень опускают на раствор сверху (паз в гребень), избегая горизонтальной подвижки более 5 мм. Корректировку положения камней допускается производить покачиванием или подбивкой резиновым молотком-киянкой. Выдавившиеся при этом излишки раствора удаляют незамедлительно, не допуская их схватывания.
При возведении стен должна применяться однорядная система перевязки вертикальных швов. Это правило обеспечивается за счёт доборных камней KERAKAM 38 SuperThermo® + или подрезки стандартного камня KERAKAM 38 SuperThermo® с помощью электрической пилы типа «Аллигатор».

Кладочный раствор

Для кладки крупноформатных камней можно использовать обычный кладочный раствор и даже простую цементно-песчаную смесь. Однако рекомендуем использовать специальный теплый раствор LM 21-P. Кладка на теплом растворе позволяет снизить теплопроводность кладки и уменьшить теплопотери через стену на 7-12%. Средняя толщина горизонтальных швов должна быть 12 мм. Боковые поверхности крупноформатного керамического камня представляют собой чередующиеся пазы и гребни. Такая конструкция позволяет получать при кладке надёжный герметичный стык, не требующий заполнения раствором. Горизонтальным швам следует уделять особое внимание, так как прочность и несущая способность всей кладки во многом зависит от их качества.

Армирование

В общем случае кладка из крупноформатных камней KERAKAM 38 SuperThermo® не армируется. Если же армирование назначается проектом может применяться сетчатое армирование горизонтальных швов с использованием гладкой круглой стали классов А-I и Вр-I диаметром 3÷4 мм. Размеры ячеек арматурных сеток должны быть от 30×30 до 120×120 мм. Арматурные сетки следует укладывать не реже чем через три ряда кладки из керамических камней. Не целесообразно производить армирование кладки, если её несущая способность используется менее чем на 50%.

Каналы и шахты

Вертикальные каналы и кабельные шахты в толще кладки, предусмотренные проектом, рекомендуется устраивать в процессе возведения стен при помощи специальных профильных керамических камней KERAKAM U. Каналы и ниши, устраиваемые в толще уже существующей кладки не должны снижать несущую способность стен и не должны проходить по перемычкам или другим частям конструкции, встроенной в стену. В отличие от вертикальных, горизонтальные и диагональные каналы нежелательны. Если их избежать не удастся, то они должны находиться на расстоянии 1/8 высоты помещения от нижней или верхней поверхности конструкций перекрытия.

Опирание плит перекрытий

Глубина опирания железобетонных плит перекрытия и покрытия должна составлять не менее 120 мм. Опорный растворный шов рекомендуется армировать сеткой из стержней 3-5 мм с размером ячейки 50х50-75х75 мм.
При больших нагрузках для их распределения на большую площадь следует использовать прокладные ряды полнотелого кирпича или монолитные железобетонные пояса и подушки.
Применение дюбелей

Для крепления в стене из поризованных керамических камней используются, как правило, дюбели из синтетического материала с областью распорки по всей длине. Благодаря креплению, проходящему через множество стенок, создаётся достаточное усилие закрепления. Например, применение дюбеля: MU диаметром 8 мм и длиной 50 мм + шуруп диаметром 5 мм и длиной 10 мм – обеспечивает диапазон усилия на вырыв от 64 до 151 кг. Использование же нейлонового дюбеля SX диаметром 12 мм и длиной 60 мм + шуруп с потайной головкой Rz диаметром 8 мм и длиной 85 мм увеличивает диапазон усилия на вырыв от 360 до 423 кг.
Удерживающая способность дюбелей в основном зависит от их размеров (диаметра и длины). Для значительных нагрузок, таких, как например навесной вентилируемый фасад, крепление к стене следует выполнять с помощью так называемого химического дюбеля (анкера).

Облицовка

При кладке стен с лицевым слоем из кирпича рекомендуется обеспечивать смещение вертикальных швов наружного слоя относительно внутреннего слоя из камней. Крепление облицовки к стенам из крупноформатных керамических камней осуществляется с помощью гибких металлических или пластиковых связей, которые устанавливают через 6 рядов лицевого кирпича в зданиях до 5 этажей и через 3 ряда – до 9 этажей с шагом 750 мм в горизонтальном направлении в шахматном порядке.
Также рекомендуются к использованию гибкие базальто-пластиковые связи с песчаными анкерами на обоих концах типа «Гален» D=6мм, L=250мм.

Свой дом или многоэтажка – это серьезная строительная задача. Но с самарским Керакамом SuperThermo от компании Кирилл Вы всегда быстро с ней справитесь, надежно обеспечив десятилетия счастливой жизни.

Теплая керамика КЕРАКАМ 38 SuperThermo® для теплоты в вашем доме!

Представительство компании Кирилл на Архи.ру.

Высокотемпературная керамика

Высокотемпературная керамика привлекает внимание производителей из-за их необычных свойств и широкой сферы применения в отраслях промышленности, где требуются сверхвысокие температуры.

Физические свойства и показатели твёрдости и стабильности при высоких температурах делает высокотемпературную керамику широко востребованным материалом для горячей металлообработки материалов, как в вакууме, так и без него.

Однако, их сопротивляемость к окислению вплоть до 500 °C делает их одним из главных недостатков этой группы. Контакт с воздухом может существенно повлиять на их высокотемпературные характеристики. Именно поэтому их используют в материалах, в которых они изолированы от кислорода.

Тугоплавкие материалы и высокотемпературная керамика во всем мире еще находятся в процессе изучения, но уже стали основным конструкционным материалов в ряде отраслей промышленности, таких как:

• Металлообработка
• Авиастроение
• Ракетостроение
• Атомная энергетика
• Электроника
• Химическая промышленность

Карбид кремния, за счет своего уникального сочетания физико-химических характеристик,широко используется в самых разнообразных областях, включая силовую электронику и атомную энергетику, машиностроение, металлургию, химическую и пищевую промышленность, нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие производства.

Диоксид циркония используется при получении высокоогнеупорных изделий, жаростойких эмалей, тугоплавких стекол, различных видов керамики, керамических пигментов, твердых электролитов, термозащитных покрытий, катализаторов, искусственных драгоценных камней, режущих инструментов и абразивных материалов.

В последние годы диоксид циркония начал широко применяться в волоконной оптике и производстве керамики, используемой в электронике.

Нитрид бора нашел широкое применение в сфере тяжелой и химической промышленности, ряде отраслей электроники.

Сфера применения керамики из оксида алюминия достаточно широка благодаря высокой твердости, огнеупорности и хорошим изоляционным свойствам материала. Высокотемпературная керамика из разнообразных модификаций Al2O3 востребована в самых разных отраслях нефтедобывающей и химической промышленности, электроники и ряде других областей.

Инновационная керамика на основе ZTA (комбинация Al2O3 и ZrO2) чаще всего применяется в производстве изоляторов, датчиков, поршневых втулок и компонентов насоса, компонентов системы подачи жидкости, корпусов и носителей светодиодных чипов.

Возможности применения высокотемпературной керамики в условиях технического прогресса все еще изучаются и пополняются новыми вариантами их использования.

Основные свойства кварцевой и пенокварцевой керамики на основе кварцевого стекла. Плотность, пористость, прочность, теплопроводность, термические и электрические свойства.

Таблицы DPVA.ru — Инженерный Справочник	Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Материалы / / Керамика.  / / Основные свойства кварцевой и пенокварцевой керамики на основе кварцевого стекла. Плотность, пористость, прочность, теплопроводность, термические и электрические свойства.   Вы сейчас находитесь в каталоге:    Керамика.    Поделиться:    Основные свойства кварцевой и пенокварцевой керамики  — на основе кварцевого стекла. Плотность, пористость, прочность, теплопроводность, термические и электрические свойства. Свойство Кварцевая Пенокварцевая Плотность, кг/м3 1820-2150 350-700 Пористость, % 1-20 20-90 Прочность, МН/м2: при растяжении при сжатии при изгибе 14-21 250-500 20-60 — 50-70 1,4-3,5 Теплопроводность, Вт/(м*°С): при 20 °С при 1200 °С 0,58 1,0 0,11 0,56 Термическое расширение х106, °С-1: 0,54 0,54 Температура начала размягчения, °С 1520 1520 Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц 3,4 — Диэлектрические потери при 106 Гц 2*10-4 — × Источник: Коленко Е. А. Технология лабораторного эксперимента: Справочник. -СПб.: Политехника, 1994. С. 202. Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос: Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru Начинка: KJR Publisiers Консультации и техническая поддержка сайта: Zavarka Team	Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www. dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

Сохранение теплого напитка

В нашей серии статей о теплопроводности мы представляем различные контексты, в которых теплопроводность играет роль при выполнении наших повседневных задач. Количество раз, когда средний человек размышляет о влиянии теплопроводности в своем ежедневном принятии решений, практически равно нулю. Хотите верьте, хотите нет, но теплопроводность имеет большее отношение к вашей повседневной жизни, чем вы думаете, особенно когда речь идет о вашей кофейной кружке. Некоторые люди предпочитают керамическую кружку стеклянной, а другие предпочитают стальную.В чем причина? Скорее всего, этот выбор кружек основан на эстетических предпочтениях, а не на научной основе.

Рисунок 1 . Какая из трех кружек сохранит тепло вашего кофе: нержавеющая сталь, керамика или стекло?

Теплопередача, особенно теплопроводность, является важной идеологией среди производителей кружек, поскольку они стремятся производить качественный материал, привлекательный для покупателей. Существует три различных способа передачи тепла: теплопроводность, излучение и конвекция.Процесс теплопроводности — это способность тепла перемещаться из среды с более высокой температурой (жидкость) в среду с более низкой температурой (кружка) до тех пор, пока не будет достигнуто температурное равновесие между двумя материалами. Итак, какой из трех предложенных материалов для кружек больше всего замедлит этот процесс равновесия и дольше сохранит более теплую жидкость?

Рисунок 2 . Три способа передачи тепла: теплопроводность, конвекция и излучение.

Стальная кружка имеет самую высокую теплопроводность из трех предложенных материалов, 14.3 Вт/мК. Эта высокая теплопроводность связана с относительно быстрым температурным равновесием между кружкой и жидкостью, что означает, что жидкость довольно быстро остывает. Теплопроводность керамической кружки составляет примерно 3,8 Вт/мК, а теплопроводность стеклянной кружки — примерно 1,1 Вт/мК. Из-за относительно низкой теплопроводности стеклянной кружки жидкость должна сохранять более теплую температуру в течение самого длительного периода времени.

Основываясь на знаниях о теплопроводности, упомянутых выше, следует использовать стеклянную кружку, чтобы жидкости дольше оставались теплыми, за ней следует керамическая, а затем стальная кружка.Низкая теплопроводность стеклянной кружки предотвращает быстрое проникновение и рассеивание тепла жидкости в кружке. Благодаря высокой теплопроводности стали тепло от жидкости быстро передается кружке, а затем и ладоням.

Хотя, основываясь на знаниях о теплоемкости, керамическая кружка получает награду за теплый напиток. Теплоемкость – это способность материала удерживать тепло на единицу объема. Из-за меньшей плотности керамики, благодаря маленьким порам в материале, тепло может накапливаться внутри самой кружки, а не выделяться в окружающую кружку область, т.е.е. ладони ваших рук. Пока тепло остается внутри барьера кружки, поддерживается равновесная реакция между кружкой и жидкостью, что предотвращает слишком быстрое охлаждение жидкости.

В следующий раз, когда вы пойдете покупать свою новую любимую кружку, помните, как теплопроводность и теплоемкость могут повлиять на теплоту вашего напитка, и выбирайте с умом!

Теплопроводность керамики

Керамика находит все большее применение в корпусах и печатных платах, так как имеет ряд преимуществ перед пластиком: гораздо более высокая теплопроводность, возможность согласования коэффициента теплового расширения, герметичность. К сожалению, стоимость керамики все еще намного выше стоимости пластмасс, что не позволяет использовать их в недорогих крупносерийных продуктах. Тем не менее, их использование в будущих продуктах кажется неизбежным, учитывая тенденции в полупроводниковой промышленности, связанные с ожидаемым гораздо более низким тепловым сопротивлением корпусов и одновременной конструкцией корпусов и плат для облегчения отвода тепла.

Проблема с теплопроводностью керамики заключается в зависимости от состава, размера зерна и технологии изготовления, что затрудняет получение достоверного значения только по литературным данным.Глядя на значения, указанные в различных справочниках, документах и ​​таблицах данных, можно заметить две вещи. 1) существуют большие вариации, и 2) многие авторы, кажется, копируют значения из одних и тех же, но неотслеживаемых источников.

Интригующим примером является нитрид алюминия (AIN), все более популярная керамика. Наиболее часто упоминаемое значение составляет около 180 Вт/мК. Однако в Ссылке 1 можно найти некоторые интересные данные в виде графика, на котором значения теплопроводности от семи производителей отображаются в зависимости от температуры.Максимальное значение, найденное при комнатной температуре, составляет 200 Вт/мК; самый низкий — 80 Вт/мК. Кроме того, эти значения падают более чем на 30% при переходе от 20° к 100° С. Такое же падение, кстати, наблюдается и для других керамик, таких как BeO и Al ₂ 0 ₃ . (См. также раздел «Технические данные» предыдущего выпуска.)

В таблице показан диапазон значений при комнатной температуре для ряда часто используемых керамических изделий из различных источников. Обратите внимание, что большой разброс значений

Таким образом, опубликованные значения теплопроводности керамики идеально подходят для сопоставления экспериментальных результатов с численным моделированием, и я боюсь, что именно это и происходит на практике. Измерения на месте с использованием хорошо разработанных экспериментальных эталонов являются предпочтительным способом получения точных значений.

1. R. Dindwiddie, Advanced Electronic Packaging Materials, Vo1.167, Бостон, 1989.

Какие керамические материалы обладают высокой теплопроводностью?

Теплопроводность керамических материалов играет важную роль в их применении. В определенном диапазоне повышение теплопроводности керамических материалов определенными методами улучшит их способность к теплопроводности, конвекции тепла и тепловому излучению, что еще больше расширит область их применения. Керамические материалы с высокой теплопроводностью в основном состоят из оксидов, нитридов, карбидов и боридов, таких как поликристаллическая алмазная керамика, нитрид алюминия, оксид бериллия, нитрид кремния и карбид кремния.

Поликристаллический алмаз (PCD)

Алмаз обладает высокой теплопроводностью. Теоретическое значение теплопроводности его монокристалла составляет 1642 Вт/м•К при комнатной температуре, а измеренное значение — 2000 Вт/м•К. Однако крупный монокристалл алмаза сложен в приготовлении и дорог. В процессе спекания поликристаллического алмаза часто добавляют вспомогательные вещества для спекания, чтобы улучшить связь между алмазными порошками, чтобы получить керамику с высокой теплопроводностью PCD.Однако помощник по спеканию может катализировать карбонизацию алмазного порошка в процессе высокотемпературного спекания, так что поликристаллический алмаз больше не изолирован. Небольшой монокристалл алмаза часто добавляют в теплопроводную керамику в качестве армирующего материала для улучшения теплопроводности керамики.

Поликристаллическая алмазная керамика представляет собой как конструкционные материалы, так и новые функциональные материалы. В настоящее время поликристаллическая алмазная керамика нашла широкое применение в областях современной промышленности, национальной обороны, высоких и новых технологий благодаря своим превосходным механическим, термическим, химическим, акустическим, оптическим и электрическим свойствам.

Карбид кремния

В настоящее время карбид кремния (SiC) является активным теплопроводным керамическим материалом в стране и за рубежом. Теоретическая теплопроводность карбида кремния очень высока и достигает 270 Вт/м•К. Однако, поскольку отношение поверхностной энергии к межфазной энергии керамических материалов SiC низкое, то есть энергия границ зерен высока, трудно производить высокочистую и плотную керамику SiC обычными методами спекания.Вспомогательные вещества для спекания должны быть добавлены при использовании обычных методов спекания, а температура спекания должна быть выше 2050 ℃. Однако такие условия спекания вызывают рост зерен SiC и значительно снижают механические свойства керамики SiC.

широко используется в высокотемпературных подшипниках, пуленепробиваемых пластинах, соплах, деталях, устойчивых к высокотемпературной коррозии, а также в высокотемпературном и высокочастотном диапазоне деталей электронного оборудования и других областях.

нитрид кремния

Оксид бериллия

Оксид бериллия (BeO) относится к гексагональной структуре вюрцита, с малым расстоянием между атомами Be и атомами O, малой средней атомной массой и плотным скоплением атомов, что соответствует условиям модели Слака с

высокая теплопроводность монокристалла. В 1971 году Слэк и Ауатерман проверили теплопроводность керамики BeO и крупного монокристалла BeO и рассчитали, что теплопроводность крупного монокристалла BeO может достигать 370 Вт/м•К. В настоящее время теплопроводность полученной керамики BeO может достигать 280 Вт/м•К, что в 10 раз выше, чем у керамики из оксида алюминия (Al2O3).

Оксид бериллия широко используется в аэрокосмической, ядерной энергетике, металлургии, электронной промышленности, ракетостроении и так далее.ВеО широко используется в качестве несущих деталей и узлов в схемах преобразования авионики, в авиационных и спутниковых системах связи; Керамика BeO обладает особенно высокой стойкостью к тепловому удару и может использоваться в дымоходах реактивных самолетов; пластина BeO с металлическим покрытием использована в системе управления приводом самолета; Ford и General Motors используют накладки из оксида бериллия с металлическим напылением в системах зажигания автомобилей; BeO обладают хорошей теплопроводностью и легко миниатюризируются, поэтому имеют широкие перспективы применения в лазерной области. Например, BeO-лазер имеет более высокую эффективность и большую выходную мощность, чем кварцевый лазер.

Нитрид алюминия (AlN)

является наиболее широко используемым материалом с высокой теплопроводностью. Теоретическая теплопроводность монокристалла нитрида алюминия может достигать 3200 Вт/м•К. Однако из-за неизбежных примесей и дефектов в процессе спекания эти примеси создают различные дефекты в решетке AlN, которые уменьшают среднюю свободу фононов и, таким образом, сильно снижают их теплопроводность.В дополнение к влиянию дефектов решетки AlN на теплопроводность, размер зерна, морфология, а также содержание и распределение второй фазы на границах зерен также имеют важное влияние на теплопроводность керамики AlN. Чем больше размер зерна, тем больше средняя свобода фононов и тем выше теплопроводность спеченной керамики AlN.

Как типичный ковалентный комплекс, нитрид алюминия имеет высокую температуру плавления, низкий коэффициент атомной самодиффузии и высокую энергию границ зерен во время спекания. Поэтому трудно производить керамику AlN высокой чистоты обычными методами спекания. Кроме того, добавление соответствующих противоожоговых добавок может также реагировать с кислородом в решетке с образованием второй фазы, очищать решетку AlN и улучшать теплопроводность.

Обычными добавками для спекания керамики AlN являются оксид иттрия (Y2O3), карбонат кальция (CaCO3), фторид кальция (CaF2), фторид иттербия (YF3) и т. д. В настоящее время керамика AlN с высокой теплопроводностью была тщательно изучена путем добавления соответствующих спекания в стране и за рубежом, а также керамики AlN с высокой теплопроводностью до примерно 200 Вт/м•К.Однако стоимость производства керамики AlN высока из-за длительного времени спекания, высокой температуры спекания и цены на высококачественный порошок AlN.

Тепловые свойства технической керамики

Обзор
Техническая керамика превосходит другие материалы, такие как металлы и сплавы, в тех случаях, когда в условиях экстремально высоких или низких температур требуются продукты, способные работать без сбоев при расширении и сжатии, плавлении или растрескивании. Керамика охватывает широкий спектр применений, где температурная прочность, точность и термостойкость являются ключом к успеху и безопасности в эксплуатации.

Термические свойства характеризуют реакцию материала на изменения температуры. Многие из нашей технической керамики идеально подходят для конкретных тепловых характеристик, включая прецизионные высокотемпературные и низкотемпературные применения, за счет контроля свойств и структуры материала. Многие рецептуры технической керамики могут быть адаптированы к тепловым требованиям конкретного применения, где теплопроводность, коэффициент теплового расширения и стойкость к тепловому удару имеют решающее значение.

Тепловые свойства технической керамики
Теплопроводность
Вт/м*К

Теплопроводность показывает, насколько хорошо материал распределяет тепло внутри себя. Сковороды обладают высокой теплопроводностью, что позволяет равномерно распределяемому теплу быстро передавать пищу. С другой стороны, изолирующие перчатки используются для работы с горячими предметами, поскольку их низкая теплопроводность предотвращает передачу тепла на чувствительные руки.Техническая керамика необычайно универсальна и обладает широким диапазоном теплопроводности. Имея более 400 составов технической керамики в портфолио CoorsTek, мы будем работать с вами, чтобы найти оптимальный материал для вашего применения.

Коэффициент теплового расширения ( 1×10 ^{-6 -695}

°10

° 10

C)

Коэффициент тепловой экспансии определяет, сколько расширяется материал или контракты, основанные на внешних температурах.Большинство материалов набухают при нагревании, потому что энергия заставляет атомы двигаться быстрее, растягивая их связи. Керамика обычно имеет низкий коэффициент из-за сильных межатомных связей, что делает ее более стабильной в широком диапазоне температур.

Удельная теплоемкость ( Дж/кг*К)

Удельная теплоемкость показывает, насколько легко или сложно повысить температуру продукта. В высокотемпературных приложениях, где регулирование температуры имеет решающее значение, это измерение показывает, какие продукты будут работать лучше всего.Керамика обладает исключительными характеристиками, когда речь идет о высоких требованиях к удельной теплоемкости, превосходя сталь.

Стойкость к тепловому удару  ( ° C)

Стойкость к тепловому удару измеряет способность выдерживать резкие и резкие изменения температуры. При быстром охлаждении сердцевина продукта остается, а поверхность охлаждается, что препятствует равномерному тепловому сжатию. Многие составы технической керамики обладают высокой устойчивостью к тепловому удару, то есть они минимально расширяются или сжимаются при экстремальных или быстрых изменениях температуры.

Керамический материал с высокой теплопроводностью

Керамика для высокотемпературных применений

Elcon специализируется на металлизации и пайке керамических компонентов с высокой теплопроводностью, чтобы повысить надежность высокотемпературных приложений, таких как фотоника, наведение ракет и медицинские устройства. Керамика с высокой теплопроводностью предлагает решение для управления теплом для приложений, где требуется как высокая теплопередача, так и электрическая изоляция, а также для приложений, которые должны выдерживать экстремальные температуры, оставаясь при этом химически инертными и стабильными по размерам при температурах выше 1000°C. Керамика с высокой теплопроводностью эффективно передает и поглощает тепло из окружающей среды, что приводит к более низкой температуре поверхности керамики и более надежному соединению металла с керамикой.

Керамика с высокой теплопроводностью: оксид бериллия (BeO), нитрид алюминия (AlN), нитрид кремния (Si3N4) и карбид кремния (SiC).

Во время этого процесса требуется тщательный выбор металлизирующих красок, поскольку высокие температуры будут влиять на диффузию металлов, что может ухудшить адгезионную прочность металлизации при рабочих температурах выше 1100°C.При герметичной пайке тщательный выбор правильной краски и припоя может иметь решающее значение для успешного склеивания и соединения, которое рано или поздно выйдет из строя из-за утечки вакуума или нарушения адгезии. Elcon производит краски на заказ с 25-летней историей надежной работы при повышенных температурах. Наши уникальные возможности позволяют нам производить высококачественные детали без утечек быстро и по доступной цене для клиентов по всему миру.

Наши возможности

• Производство электронных корпусов и узлов с использованием керамики с высокой теплопроводностью, включая оксид бериллия (BeO), нитрид алюминия (AlN), нитрид кремния (Si ₃ N ₄ ) и карбид кремния (SiC)
• Индивидуальная толстопленочная металлизация
• 3- и 6-осевая роботизированная металлизация
• Схема трафаретной металлизации
• Обработка влажным водородом до 1500°C
• Обработка в вакуумной печи до 1600°C

приложений

• Лазеры
• Медицинские приборы
• Фотоника
• Производство электроэнергии
• Ракета наведения
• Полупроводниковые нагреватели
• Системы рекуперации энергии

Отрасли, в которых используется керамика с высокой теплопроводностью

Факторы, влияющие на характеристики теплопередачи керамических материалов

Джулисса Грин|

Факторы, влияющие на характеристики теплопередачи керамических материалов

Просмотры сообщений: 2415

С развитием технологий теплопроводная керамика как материал с высокой теплопроводностью, высокой температурой плавления, высокой твердостью, высокой стойкостью к истиранию, стойкостью к окислению и коррозионной стойкости стала использоваться в химической промышленности, микроэлектронике, автомобилестроении, аэрокосмической промышленности. , авиация, изготовление бумаги, лазер и другие области.

Для расширения области применения теплопроводной керамики большое значение имеет улучшение ее характеристик теплопередачи. Но перед этим важно знать, что влияет на теплопроводность керамики. Ниже приводится краткий обзор влияющих факторов.

В керамике существует три пути передачи тепла: конвекция, излучение и теплопроводность. Теплопроводность керамики связана с ее составом, внутренней структурой, плотностью, влажностью, температурой термообработки, давлением и другими факторами.

Состав

Теплопроводность традиционной керамики плохая, и причина низкой теплопроводности неотделима от сырья. Сырьем для традиционной керамики в основном является натуральное сырье из глины, кварца и полевого шпата, обладающее плохой теплопроводностью. Следовательно, чтобы улучшить теплопроводность керамики, необходимо ввести легированные компоненты. Этот метод можно разделить на два типа в зависимости от различных свойств легированных компонентов: один заключается в добавлении неметаллических материалов в керамику, а другой заключается в добавлении металлических материалов.

Пример добавления неметаллических материалов. Теплопроводность красной черепицы лучше, чем у обычной черепицы, благодаря содержанию в ней Fe2O3 и кристаллической фазы муллита. Теплопроводность плитки можно улучшить, добавив соответствующее количество A1203, но температуру спекания керамики можно повысить, добавив слишком много. Чтобы уменьшить неблагоприятный эффект, некоторые исследователи использовали синергетический эффект графена и оксида алюминия для изменения внутренней структуры материала, таким образом получая керамический материал с лучшей теплопроводностью.

Еще один пример добавления металлических материалов. Характеристики теплопередачи металла лучше, чем у большинства керамик, и их комбинация может эффективно улучшить теплопроводность керамики. Некоторым исследователям удалось получить стабильный металлический осмотический градиентный слой, образованный взаимной диффузией керамики и металлической меди, который эффективно снижает термическое сопротивление керамических материалов.

поры

В процессе спекания в теле будут большие поры или пузыри из-за присутствия органических или неорганических солей, зернистых примесей (таких как железо, частицы неизмельченного остатка и т.) в порошке и избыточной стеклофазе. Неизбежно, что появление пор изменит способ теплопередачи в керамических материалах, что оказывает существенное влияние на теплообмен.

Теплопроводность является основным видом теплопередачи в керамике с высокой плотностью и низкой температурой, тогда как в пористой керамике существуют такие виды теплопередачи, как конвекция, излучение и теплопроводность. Поэтому при анализе теплопроводности керамики следует всесторонне учитывать размер пор, их распределение и способ соединения.

Высокопористая керамика

Внутренние дефекты и микроструктура

Влияние внутренних дефектов и микроструктуры на теплопроводность керамики в основном определяется фононным механизмом теплопроводности материалов. Все виды дефектов являются центром рассеяния фононов, поэтому они могут уменьшать среднюю длину свободного пробега фононов и теплопроводность. Внутренние дефекты также являются центром рассеяния фононов, и чем больше таких центров, тем больше потери энергии, вызванные рассеянием фононов.Поэтому при поиске эффективных методов повышения теплопроводности материалов следует принимать такие меры, как добавление спекающих добавок и увеличение времени спекания, чтобы уменьшить появление дефектов в материалах.

Например, как карбид кремния (SiC), так и нитрид алюминия (AlN) обычно используются в качестве высокотеплопроводной керамики, и теоретически их смесь должна иметь лучшую теплопроводность. Однако экспериментальные результаты показали, что, хотя керамика SiC становилась более плотной при добавлении определенного количества порошка AlN, между примесями и основными атомами существовали различия в размерах частиц, межатомных силах и других силах, и возникающие внутренние дефекты приводили к снижение теплопроводности SiC-керамики.

Процесс термообработки

Термическая обработка является одним из наиболее важных процессов в процессе производства керамики, который влияет на ряд физических и химических изменений в заготовке, а также на микроструктуру и минеральный состав готового изделия. Различные компоненты керамики также изменяются в процессе термообработки.

Сводка

Подводя итог, можно сказать, что для улучшения характеристик теплопередачи керамики следует рассматривать вместе несколько переменных, таких как повышение чистоты керамических материалов, увеличение плотности керамических материалов, уменьшение структурных дефектов, уменьшение пор, уменьшение границ зерен и уменьшение стеклофазы, надлежащий контроль размера частиц и рациональная система обжига.Кроме того, добавление графена, графеноподобных и других неметаллических материалов для улучшения теплопроводности керамических материалов также может быть средством, заслуживающим дальнейшего изучения.

Пожалуйста, посетите http://www.samaterials.com для получения дополнительной информации.

Теги: нитрид алюминия, карбид кремния

Почтовая навигация

Определение теплопроводности тонкой керамики

Определение теплопроводности тонкой керамики

Опубликовано Оливье Матье, менеджер по развитию рынка, 28 июля 2020 г.
Передовые электронные решения

На этапе проектирования силового модуля инженеры выбирают компоненты, материалы и производственные технологии для выполнения требований в отношении производительности, надежности и стоимости, установленных их клиентами.Чрезмерное проектирование может быть желательным, когда безопасность, надежность и производительность имеют решающее значение. Однако соотношение производительности и цены (или ватт на доллар) увеличивается с каждым новым поколением модулей. Следовательно, инженеры должны моделировать свои модули, чтобы они работали безопасно и в пределах своих ограничений. В частности, теплопроводность керамического сырья и ее зависимость от температуры являются важными параметрами, которые необходимо учитывать для создания надежной и экономичной конструкции.Давайте углубимся, чтобы понять, как определяется теплопроводность и насколько точны методы измерения.

Теплопроводность описывает перенос энергии – в виде тепла – через тело массы в результате температурного градиента. Это внутреннее свойство однородного материала, которое описывает способность материала проводить тепло. Это свойство не зависит от размера, формы или ориентации материала. Его можно рассчитать с помощью следующего уравнения: λ (T) = ρ (T) * cp (T) * a (T)

Где:

λ (T): теплопроводность [Вт/м*K]

ρ(T): плотность [г/см3]

cp(T): удельная теплоемкость [Дж/г*К]

a(T): температуропроводность [мм2/с]

Плотность описывает соотношение между массой и объемом материала.Удельная теплоемкость – это количество тепла, необходимое для повышения температуры одного грамма материала на один Кельвин. Температуропроводность показывает, насколько быстро материал реагирует на изменение температуры.

Температуропроводность часто измеряется методом лазерной вспышки (LFA). Он включает в себя нагрев образца коротким импульсом энергии на одном конце и анализ изменения температуры на другом конце. Это требует точного измерения толщины образца с помощью микрометра.Наконечник измерительного зонда должен быть достаточно острым, чтобы исключить любую ошибку из-за изгиба образцов. Кроме того, тонкие образцы должны быть покрыты графитом, чтобы обеспечить хорошую связь лазерного источника с образцом. Кроме того, во избежание ошибок измерения требуется плотный и очень однородный графитовый слой. В связи с этим ручное распыление графита подвержено ошибкам, и предпочтение следует отдавать автоматизированной системе распыления. Наконец, результат измерения также зависит от ширины импульса лазера.В конце концов, для коэффициента температуропроводности характерна погрешность измерения в пределах трех процентов.

Удельная теплоемкость материала обычно определяется путем измерения теплоемкости материала образца и деления ее на массу образца. Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) является наиболее часто используемым методом термического анализа для оценки теплоемкости материала. Измерения ДСК требуют, чтобы образцы были помещены в кювету для образцов, чтобы избежать прямого контакта между образцом и печью и/или датчиком.Особая осторожность требуется при выборе чашек и обращении с ними, поскольку это может существенно повлиять на воспроизводимость результатов измерений. Для этого метода измерения диапазон неопределенности обычно составляет пять процентов.

Плотность в зависимости от температуры ρ(T) определяется путем измерения коэффициента теплового расширения (КТР) и плотности при комнатной температуре ρ0(RT). Плотность при комнатной температуре можно измерить методом плавучести.Он включает в себя взвешивание образца дважды в двух разных средах, обычно в воздухе и жидкости. Зная плотности воздуха и наносимой жидкости, можно рассчитать плотность образца. Это звучит просто, но измерение плотности тонкой керамики требует особой осторожности. Коэффициент теплового расширения α(T) измеряют с помощью термомеханического анализа (ТМА). Тонкие керамические материалы обычно укладываются друг на друга для достижения требуемой толщины образца 3 мм. Это приводит к неоднородному образцу с проблемами деформации при температуре.Наконец, α(T) определяется только в направлении z. Опять же, для этого метода измерения типична погрешность в диапазоне пяти процентов.

В конечном итоге теплопроводность рассчитывается на основе результатов измерений и их неопределенностей для каждой из трех переменных. Это приводит к еще более высокой неопределенности, обычно в диапазоне 20%. Тем не менее, на протяжении многих лет мы измеряли и рассчитывали теплопроводность наших керамических материалов и различных поставщиков.Теплопроводность зависит от температуры и уменьшается с ее повышением. Эти значения особенно полезны для моделирования тепловых характеристик данного силового модуля и доступны по запросу.

Таким образом, определение теплопроводности является очень сложной задачей. Для этого требуется знание образца, включая его геометрию, размер и метод подготовки. Понимание основ и процедур метода тестирования является еще одним необходимым условием. Наконец, важно знать о потенциальных источниках ошибок, которые могут повлиять на результаты.

У вас есть вопросы или вам нужна информация о наших субстратах? Пожалуйста, свяжитесь с нами, если вам нужна помощь.

Сопутствующие товары:
curamik Керамические подложки

Теги:
Блог Olivier’s Twist, General Industrial

Вернуться в блог

.