Zirkonfaser

Was sind Zirkoniumdioxid Fasern?

Die Produkte aus Zirkonfaser von Zircar Zirconia Inc. haben von allen, auf dem Markt erhältlichen hitze-beständigen Faserprodukten die geringste Wärmeleit-fähigkeit. Ihre maximale Nutzungstemperatur beträgt 2.200 °C, sie beginnt bei 2.500 °C zu schmelzen (je nach Produkt möglich). Die Textilien bestehen aus Monofilamenten und kommen ohne jedes organische Bindemittel aus.

Herstellung von Zirkoniumdioxid Fasern

ZYBF wird mit Hilfe des "Zircar-Prozesses“ hergestellt, der die rohe physikalische Struktur einer organischen Faser mittels Mikrophagie in einer Keramikfaserstruktur nachbildet. Im Allgemeinen hat diese Faser einen Durchmesser von 6 bis 10 μm und eine gezahnte Außenfläche.

Alle losen Zirkonfasern werden mit etwa 10 % Gewichtsprozent Yttriumoxid stabilisiert. Es stabilisiert die quadratische Struktur von Zirkondioxid, indem es die Umwandlung von monoklinem zu tetragonalem Kristall verhindert, die normalerweise in unstabilisiertem oder teilweise stabilisiertem reinen Zirkoniumdioxid bei 1.170 °C stattfindet. Dieser unerwünschte Übergang verursacht eine Volumenänderung von 11 % auf Ebene der Größe der Elementarzellen des Kristalls, was zu Mikrorissen sowie zu einer Verringerung der physikalischen Festigkeit führen kann.

Yttriumoxid-stabilisiertes Zirkoniumoxid wirkt bei höheren Temperaturen wie ein elektrischer Halbleiter. Diese Leitfähigkeit ergibt sich aus den unterschiedlichen Wertigkeiten von Zr+4 und Y+3: Bei etwa 750 °C werden die Sauerstoffionen angeregt, durch die stabilisierte Zirkoniumdioxidstruktur zu fließen. Dieses Phänomen ist die Grundlage von Zirkonsauerstoffsensoren

Anwendungen von Zirkonfasern

• Wärmeisolation in Öfen für Kristallzüchtung
• Heißgasfiltration
• Abscheider in Nickel-Wasserstoff-Batterien
• Abscheider in Hochtemperatur-Brennstoffzellen
• Katalysatorträger
• Ablative Verstärkung für Materialien

Allgemeine Eigenschaften von Zirkonfasern

Hauptmerkmale

• Sehr geringe Wärmeleitung
• Hohe Reinheit
• Beständigkeit gegenüber sehr hohen Temperaturen
• Faser mit 10 % Yttrium stabilisiert
• Thermische Eigenschaften
• Benutzung bis ca. 2.200 °C möglich
• Schmelzpunkt: 2.500 °C
• Ausgezeichnete Wärmeisolation

Thermische Eigenschaften

• Benutzung bis ca. 2.200 °C möglich
• Schmelzpunkt: 2.500 °C Ausgezeichnete Wärmeisolation
  

  Gesundheits- und Sicherheitsschutz

• Lagerung als ungefährliches Produkt möglich

Chemische Eigenschaften

• Sehr gute Beständigkeit gegenüber Metallschmelzen
• Wird von Schmelzmetallen nicht angegriffen: Aluminium, Stahl, Kupfer, usw.
• Kurzzeitige Beständigkeit gegenüber siedenden Mineralsäuren

Vorteile von Zirkonfasern

• Geringe Wärmeleitfähigkeit
• Geringe Wärmespeicherung
• Extrem hohe thermische Stabilität
• Mit etwa 10 Gewichtsprozent Yttriumoxid stabilisierte Fasern
• Leichte Struktur
• Gute Beständigkeit gegen korrosive, oxidierende und reduzierende
• Umgebungen
• Gute Flexibilität auch bei 1.350 °C

Produkt aus Zirkonfasern

ZYF Zirkon Filze

Die Zirkonfasertypen ZYF-50, ZYF-100 und ZYF-150 bestehen zu 100 % aus Yttriumoxid-stabilisierten Zirkonfasern mit einem Durchmesser von 4 bis 6 µm, die mechanisch miteinander verbunden sind. Diese Filze bestehen zu 100 % aus anorganischen Fasern und enthalten kein Bindemittel. Sie unterliegen keinem Phasenübergang bei Temperaturwechsel und sind sehr leistungsfähige Wärmeisolatoren, die bei Temperaturen bis 2.000 °C eingesetzt werden können. ZYF sind entwickelt für den Einsatz in hochkorrosiven Umgebungen und hohen Temperaturen. Diese Materialien eignen sich ebenfalls für stark oxidierende und reduzierende Umgebungen. Sie reagieren nicht auf alkalische Dämpfe, Salze oder konzentrierte heiße Lösungen. Die Filze werden durch die meisten Schmelzmetalle nicht nass.

ZYC Zirkon Rohr mit kieselsäurehaltigem Bindemittel

Rohre vom Typ ZYC sind starre, freistehende, feuerfeste Strukturen aus Yttriumoxid-verstärkten Zirkonfasern, die mit Siliciumdioxid gebunden sind. Das Material ist gleichmäßig gebunden und ermöglicht die Bearbeitung komplizierter Formen mit engen Toleranzen. ZYC besitzt keine organischen Bindemittel und erzeugt beim Erhitzen weder Rauch noch Geruch. Dieses Produkt ist maschinell bearbeitbar. Rohre des Typs ZYC besitzen eine geringe Wärmeleitfähigkeit und eine gute Beständigkeit gegen Thermoschocks. Sie sind ideal als Wärmeisolierung und für Schutzanwendungen bei Ultrahochtemperaturen und aggressiven Umgebungen geeignet. ZYC ist bis zu 1.650 °C maßstabil.

FBD Zirkon Platte und Rohr mit hoher Dichte

Platten, Scheiben und Rohr vom Typ FBD sind hochfest, gleichmäßig, starr, mit feuerfesten Strukturen aus Yttriumoxid-stabilisierten Zirkonfasern. Typ FBD ist das stärkste und stabilste Zirkoniumoxidmaterial aus unserem Angebot. Typ FBD ist ideal für Wärmeisolierungen und Schutzanwendungen bei ultrahohen Temperaturen und in verschiedenen Umgebungen geeignet. FBD ist hoch gesintert und eng gebunden, was zu einer nahezu staubfreien Verwendung führt. Die enge Bindung macht die maschinelle Bearbeitung mit engen Toleranzen möglich. FBD ist bis zu 2.000 °C maßstabil und kann bei höheren Temperaturen in Bereichen eingesetzt werden, in denen einige Sintern toleriert werden können. FBD verfügt über gute Wärmebeständigkeit bis zu 1.700 °C und kann bei diesen Temperaturen als selbsttragende Träger für Lasten eingesetzt werden, die doppelt so schwer sind wie ihr eigenes Gewicht. Dieses Produkt ist maschinell bearbeitbar.

ZYFB Zirkon Platte, Scheibe und Rohr

Bei den Platten, Scheiben und Rohre des Typs ZYFB handelt es sich um starre, feuerfeste Strukturen aus Yttriumoxid-stabilisierten Zirkonfasern. Typ ZYFB ist ideal für Wärmeisolierungsanwendungen bei ultrahohen Temperaturen und für eine Vielzahl schwieriger Umgebungen geeignet. ZYFB wird bei einer hohen Temperatur gesintert, um eine gute Maßstabilität bis zu 1.650 °C zu gewähren. Es verfügt über gute Wärmebeständigkeit bis zu 1.400 °C und kann bei diesen Temperaturen als selbsttragende Träger für Lasten eingesetzt werden, die doppelt so schwer sind wie ihr eigenes Gewicht.

ZYFB ist in zwei Dichten erhältlich:

• ZYFB-3 hat eine Schüttdichte von 0,48 g/cm³ und besitzt eine äußerst niedrige Wärmeleitfähigkeit.

• ZYFB-6 hat eine Schüttdichte von 0,96 g/cm³ und ist stärker als ZYFB-3. Dieses Produkt ist maschinell bearbeitbar.

ZYP Zirkon Pulver

Das Pulver Typ ZYP ist ein ultrafeines, hochreaktives Pulver, bestehend aus Yttriumoxid-stabilisiertem Zirkoniumoxid. Es wird mit zwei unterschiedlichen spezifischen Oberflächen angeboten:

• Typ ZYP-30: Oberfläche von 25 – 35 m²/g

• Typ ZYP-40: Oberfläche von 35 – 45 m²/g

• Typ ZYP-55: Oberfläche von 50 – 60 m²/g

Das Sintern von ZYP-Pulverpartikeln beginnt bei rund 900 °C; für das Erreichen einer theoretischen Dichte bei Zirkonkeramikkörpern kann ZYP schon bei Temperaturen von 1.450 °C eingesetzt werden.

ZYBF Zirkon lose Faser

Bei den losen Zirkonfasern Typ ZYBF handelt es sich um Yttriumoxid-stabilisierte Zirkonfasern in drei verschiedenen Formen, die alle über sinnvolle Eigenschaften bis zu 2.200 °C verfügen. Diese polykristallinen Fasern können unter Vakuum in starre Formen gebracht, als lose Füllisolierung in Hohlräumen eingesetzt oder Keramikkörpern und Beschichtungen zur Verstärkung beigegeben werden. Sie unterscheiden sich durch Faserlänge, spezifische Oberfläche, Kristallgröße und -porosität. Üblicherweise haben diese Fasern einen Durchmesser von 6 bis 10 Mikrometern und eine geriffelte Außenfläche.

ZYW Zirkon Gewebe

Zirkoniumoxidgewebe des Typs ZYW bestehen aus Yttriumoxid-stabilisierten Zirkonfasern, die extreme Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit in elastischer Form bieten. Die Gewebe des Typs ZYW bieten die niedrigste Wärmeleitfähigkeit aller kommerziell lieferbaren feuerfesten Materialien seiner Klasse. Das Gewebe wird aus Endlos-Einzelfilamenten aufgebaut, die mechanisch in einer Webstruktur verbunden werden.

ZYK Strickstoffe

ZYK werden wird mit Hilfe des „Zircar-Prozesses“ hergestellt, der die rohe physikalische Struktur einer organischen Faser mittels Mikrophagie in einer Keramikfaserstruktur nachbildet. Alle losen Zirkonfasern werden mit etwa 10 % Gewichtsprozent Yttriumoxid stabilisiert. Es wird in vielen Anwendungen eingesetzt, z. B. als Separator für Hochenergiebatterien, bei der thermischen Isolierung von Kristallzuchtöfen und der Heißgasfiltration.

Die physikalischen Größen in dieser Dokumentation sind unverbindliche Richtwerte. Bitte wenden Sie sich für weitere Informationen an unsere technische Abteilung..

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