ZYC Zirkonfaser Rohre

Zircar Zirconia® Rohre vom Typ ZYC sind starre, frei stehende, 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.

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.

Eigenschaften

  • Starr und maschinell bearbeitbar 
  • Siliciumdioxid-Bindung zur Thermoschockbeständigkeit
  • Unser wirtschaftlichster ZrO2-Rohr
  • Fasern mit ca. 10 Gew.-% Yttriumoxid stabilisiert
  • Geringe Wärmeleitfähigkeit
  • Vorgebrannt und frei von organischen Stoffen

ZYC ist bis zu 1650°C maßstabil, kann aber auch bei höheren Temperaturen in Bereichen, in denen zusätzliche Sinterprodukte toleriert werden können, oder als Sicherheitsisolierung eingesetzt werden. Das Material verfügt über eine gute Wärmewiderstandsfähigkeit bis 1400°C. ZYC ist gegen Angriffe fast aller Metallschmelzen beständig und verfügt über eine hohe Beständigkeit gegenüber Reaktionen mit anderen Oxidmaterialien.

ZYC-Rohre sind mit Yttriumoxid phasenstabilisiert und durchlaufen daher nicht die üblichen mit Zirkoniumoxid verbundenen Phasenübergänge. Die elektrische Leitfähigkeit ist dank der Zirkonfasern mit geringer Dichte bei höheren Temperaturen ebenfalls verringert, während dichtes Zirkoniumoxid ein effizienter Leiter bei höheren Temperaturen ist. ZYC koppelt nicht an HF-Strahlung, die bei induktivem Erwärmen eingesetzt wird, sondern an Mikrowellenenergie.

ZYC besitzt keine organischen Bindemittel und erzeugt beim Erhitzen weder Rauch noch Geruch.

Anwendungen

  • ZYC wird sowohl in widerstandsbeheizten als auch Induktionsöfen verwendet. Es ist insbesondere als Isolierung in Heißpress-, Kristallzüchtungs- und Glühöfen geeignet.

  • ZYC und auch andere flexible und starre Isolierprodukte von Zircar® kommen in einer Vielzahl von Forschungs- und Entwicklungsanwendungen bei hohen Temperaturen zum Einsatz.

  • ZYC wird als Strahlenschutz in Vakuumöfen eingesetzt und ersetzt fünf oder sechs Metallschilde ohne Verlust des Isolierwertes. In Verfahren, bei denen keine Verschmutzung durch Kohlenstoffe toleriert werden kann, werden die Zircar Zirconia®-Produkte anstelle von Graphitfilzen und Kohlenschwarz als Isolierung eingesetzt.

  • ZYC ist eine ausgezeichnete Isolierung für Rohrleitungen oder Transport- und Einfüllrohre von Schmelzmetallen.

  • In Anwendungen, bei denen Siliciumdioxid nicht erwünscht ist, empfehlen wir unsere zirkoniumoxidgebundenen Materialien ZYFB-3, ZYFB-6 bzw. FBD.

Chemische Zusammensetzung

Typ ZYC besteht nominell aus 85 Gew.-% ZrO2 + HfO2 und 10 Gew.-% Y2O3. In Zirkonium, ZrO2, treten 1 – 2 Gew.-% Hafniumoxid, HfO2, natürlich auf und beeinträchtigen nicht die Leistungen. Nur Ausgangsmaterialien der höchsten Reinheit werden verwendet, damit der Typ ZYC nur geringe Spurenoxide enthält.

Spurenoxid

Übliches Gew.-%

SiO2 (Binder)

5

TiO2

0,14

CaO

0,09

MgO

0,03

Fe2O3

0,04

Spurenoxid

Übliches Gew.-%

Al2O3

0,01

Na2O

0,01

SnO2

0,001

Cr2O3

0,0005

Ag2O

0,0005

Mikrostruktur

Unten sind REM-Mikrographien eines Zirkonrohrs des Typs ZYC dargestellt, auf denen der Siliciumdioxidbinder und die poröse Struktur des Materials zu sehen sind.

Die Mikrographie links stellt die geriffelte Oberflächenstruktur der ZYC-Faser dar, die für alle unsere Zirkoniumoxidfasern und -faserprodukte charakteristisch ist. Der ZYC-Siliciumdioxidbinder ist in der Mikrographie ebenfalls zu erkennen und erscheint als die feste Rissmatrix hinter den Fasern. Die parallele Faserausrichtung infolge des Vakuum-Umformprozesses des ZYC-Materials ist auf dem Foto ebenfalls deutlich zu sehen.

Die Mikrographie rechts ist eine Vergrößerung des Faserendes, das im Bild links weiß umrandet ist. Die Faser misst im Querschnitt ca. 7,5 µm und besteht aus Körnern mit einer Größe von ca. 0,2 µm. Das Innere der Faser besteht aus einzelnen Körnern im Submikronbereich. Der Siliciumdioxidbinder bedeckt die Faseroberfläche und ist in verschiedene Körner tief in die Faserstruktur eingedrungen. Einige faserinterne Porositäten sind in dieser Ansicht ebenfalls zu erkennen.

Bearbeitungshinweise

Zirkoniumoxid Typ ZYC besitzt die Konsistenz von weichem Kalk und kann mit einer Vielzahl verschiedener Werkzeuge geschnitten oder bearbeitet werden. Für manuelles Schneiden wird das ZYC-Teil auf eine glatte, saubere Oberfläche gelegt und mit leichtem Fingerdruck festgehalten.

Wenn keine engen Toleranzen erforderlich sind und die Anzahl der Schnitte begrenzt ist, können kleine Löcher manuell mit einem standardmäßigen Hochgeschwindigkeitsstahl-Spiralbohrer, der zwischen den Fingern gedreht wird, gebohrt werden und die Platten können mit einer Feinsäge geschnitten werden.

Wenn engere Toleranzen einzuhalten sind, können Löcher mit einer Standbohrmaschine gebohrt und Platten mit einer Radialkreissäge geschnitten werden. Tischsägen ohne Trägerplatte sind nicht zu empfehlen, da die Bewegung des Materials über dem Sägebett dazu führt, dass Material abgeschliffen wird.

Bei sehr engen Toleranzen und vielen Schnitten empfiehlt sich die CNC-Bearbeitung mit Werkzeugen mit Vollhartmetall- oder Hartmetallspitzen. Obwohl recht weich, ist Typ ZYC aber auch sehr rau und verursacht einen schnellen Verschleiß bei Hochgeschwindigkeitsstahl-Werkzeugen, was mit der Zeit zu einer Toleranzüberschreitung führen kann. ZYC-Platten können bei der CNC-Bearbeitung mit einer Vakuum-Halteeinrichtung in Position gehalten werden. Heißkleber kann auch zur Befestigung von ZYC verwendet werden, bildet aber normalerweise eine zu starke Haftung, die Material vom bearbeiteten Teil abreißt.

Oberflächenbeschichtungen

  • ZYC kann mit Zircar Zirconia®-Zement Typ ZR-CEM zementiert werden.

  • ZYC kann mit dem Zircar Zirconia®-Versteifer Typ ZR-RIG oberflächengehärtet werden.

Technische Daten

Schüttdichte, g/cm3 (lb/ft3)

0,48 (30)

Porosität, %

91

Schmelzpunkt, °C (°F)

2200 (3992)

Maximale Dauerbetriebstemperatur, °C (°F)

1650 (3002)

Höchsttemperatur im Intervallbetrieb, °C (°F)

1700 (3092)

Biegefestigkeit (parallel zur Stärke), MPa (psi)

0,55 (81)

Druckfestigkeit (parallel zur Stärke), MPa (psi)

bei 10 % Kompression

0,21 (31)

Ausgasen im Vakuum

Nul

Dilatometrische Erweichungstemperatur, °C (°F) bei 10 psi

950 (1740)

Wärmeausdehnungskoeffizient (senkrecht zur Stärke) bei Raumtemperatur bis 1180°C (2156°F)

9 x 10-6/°C

(5x10-6/°F)

Linearer Schwund (senkrecht zur Stärke), %

 

1 Stunde bei 1650°C (3002°F)

2,5

24 Stunden bei 1650°C (3002°F)

4

Wärmeleitfähigkeit (parallel zur Stärke)

 

W/mK (BTU/h ft2 °F/Zoll) bei 400°C (752°F)

0,08 (0,6)

W/mK (BTU/h ft2 °F/Zoll) bei 800°C (1472°F)

0,11 (0,8)

W/mK (BTU/h ft2 °F/Zoll) bei 1100°C (2012°F)

0,14 (1,0)

W/mK (BTU/h ft2 °F/Zoll) bei 1400°C (2552°F)

0,19 (1,3)

W/mK (BTU/h ft2 °F/Zoll) bei 1650°C (3002°F)

0,23 (1,6)

Bestellinformationen

Zircar Zirkonia® Isolierung Typ ZYC ist in Form von Rohren in Standardgrößen erhältlich. Bitte setzen Sie sich wegen Preisen und Verfügbarkeit mit unserer Verkaufsabteilung in Verbindung.

Zur Bestellung eines unserer Rohrs in Standardgrößen geben Sie bitte die von Ihnen gewünschte Bestellmenge, Artikelnummer und Größe ein.

Kundenspezifische Größen stehen auf Anfrage zur Verfügung. Unsere Umformprozesse und Bearbeitungsmöglichkeiten ermöglichen eine Vielzahl maßgeschneiderter Formen. Bitte setzen Sie sich wegen Ihrer besonderen Anforderungen mit uns in Verbindung. Gerne unterbreiten wir Ihnen ein Angebot.

Standardgrößen (Zoll)

Standardgrößen (mm)

Artikelnummer

Rohr, 2” AD x 1” ID x 6” LANG

Rohr, 50,8 AD x 25,4 ID x 152,4 LANG

225-0660

Rohr, 2” AD x 1” ID x 12” LANG

Rohr, 50,8 AD x 25,4 ID x 304,8 LANG

225-0661

Rohr, 3” AD x 2” ID x 6” LANG

Rohr, 76,2 AD x 50,8 ID x 152,4 LANG

225-0662

Rohr, 3” AD x 2” ID x 12” LANG

Rohr, 76,2 AD x 50,8 ID x 304,8 LANG

225-0663

Rohr, 4” AD x 3” ID x 6” LANG

Rohr, 101,6 AD x 76,2 ID x 152,4 LANG

225-0664

Rohr, 4” AD x 3” ID x 12” LANG

Rohr, 101,6 AD x 76,2 ID x 304,8 LANG

225-0665

Rohr, 5” AD x 4” ID x 6” LANG

Rohr, 127 AD x 101,6 ID x 152,4 LANG

225-0666

Rohr, 5” AD x 4” ID x 12” LANG

Rohr, 127 AD x 101,6 ID x 304,8 LANG

225-0667

Rohr, 6” AD x 5” ID x 6” LANG

Rohr, 152,4 AD x 127 ID x 152,4 LANG

225-0668

Rohr, 6” AD x 5” ID x 12” LANG

Rohr, 152,4 AD x 127 ID x 304,8 LANG

225-0669

Rohr, 7” AD x 6” ID x 6” LANG

Rohr, 177,8 AD x 152,4 ID x 152,4 LANG

225-0670

Rohr, 7” AD x 6” ID x 12” LANG

Rohr, 177,8 AD x 152,4 ID x 304,8 LANG

225-0671

Rohr, 8” AD x 7” ID x 6” LANG

Rohr, 203,2 AD x 177,8 ID x 152,4 LANG

225-0672

Rohr, 8” AD x 7” ID x 12” LANG

Rohr, 203,2 AD x 177,8 ID x 304,8 LANG

225-0673

Rohr, 9” AD x 8” ID x 12” LANG

Rohr, 228,6 AD x 203,2 ID x 152,4 LANG

225-0674

Rohr, 10” AD x 9” ID x 12” LANG

Rohr, 254 AD x 228,6 ID x 304,8 LANG

225-0675

Rohr, 11” AD x 10” ID x 12” LANG

Rohr, 279,4 AD x 254 ID x 304,8 LANG

225-0676

Rohr, 12” AD x 11” ID x 12” LANG

Rohr, 304,8 AD x 279,4 ID x 304,8 LANG

225-0677

Rohr, 13” AD x 12” ID x 12” LANG

Rohr, 330,2 AD x 304,8 ID x 304,8 LANG

225-0678

ID : Innendurchmesser, AD : Außendurchmesser.

Standardrohr-Toleranzen: +/- 1,6 mm (1/16”) bei ID und AD, +/- 1,6 mm (1/16”) bei Länge.

Zirkonfaser (750.82k)

Technisches Datenblatt Zirkonfaser.