ZYC und ZYZ Zirkonfaser Verbundwerkstoff

Einführung des ZYC und ZYZ Zirkonfaser Verbundwerkstoffs

ZYC- und ZYZ-Platten und -Rohre bieten eine starre und feuerfeste Lösung für Wärmedämmungsanwendungen unter extremen Bedingungen. Diese Produkte bestehen aus Yttriumoxid-stabilisierten Zirkoniumdioxid-Fasern. Das Material ist gleichmäßig verklebt, wodurch komplexe Formen mit hohen Toleranzen bearbeitet werden können.

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.

Herstellung

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.

Verfügbare ZYC und ZYZ Zirkonfaser Verbundwerkstoffe

ZYC

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.

ZYC ist beständig gegen den Angriff der meisten geschmolzenen Metalle und hat eine hohe Beständigkeit gegen Reaktionen mit anderen Oxidmaterialien.

Anwendungen

  • Induktionsöfen
  • Elektrische Öfen
  • Strahlungsabschirmung
  • Hochtemperatur-Isolierung

Hauptmerkmale

  • Herstellung aus ZYBF Fasern
  • bis zu 1.650 °C maßstabil
  • gute Warmzugfestigkeit bis 1.370 °C
  • mit etwa 10 % Gewichtsprozent Yttriumoxid stabilisiert
  • Hohe Reinheit
  • 100 % aus anorganischen Fasern und enthalten kein Bindemittel
  • Geringe Wärmeleitfähigkeit
  • Kann in verschiedenen Atmosphären eingesetzt werden


ZYZ

Platten vom Typ ZYZ sind hochfeste Produkte mit feuerfesten Strukturen für thermische Isolierung unter extremen Bedingungen. Sie bestehen aus Yttriumoxid-stabilisierten Zirkonfasern. ZYZ Produkte sind gleichmäßig und können mit hohen Toleranzen in komplexen Formen bearbeitet werden. Sie bestehen Temperaturen bis 1.400 °C und sind bis zu 1.650 °C maßstabil. ZYZ kann bei diesen Temperaturen als selbsttragende Träger für Lasten eingesetzt werden, die doppelt so schwer sind wie ihr eigenes Gewicht.

ZYZ ist in zwei Dichten erhältlich:

• ZYZ-3: 0,48 g/cm3 und extrem-niedrige Wärmleitfähigkeit.

• ZYZ-6: 0,96 g/cm3 und bessere mechanische Widerstand ZYFB-3.

Anwendungen

  • Induktionsöfen
  • Elektrische Öfen
  • Strahlungsabschirmung
  • Hochtemperatur-Isolierung

Hauptmerkmale

  • Herstellung aus ZYBF Fasern
  • bis zu 1.650 °C maßstabil
  • gute Warmzugfestigkeit bis 1.400 °C
  • mit etwa 10 % Gewichtsprozent Yttriumoxid stabilisiert
  • Hohe Reinheit
  • 100 % aus anorganischen Fasern und enthalten kein Bindemittel
  • Geringe Wärmeleitfähigkeit

Technische Daten des ZYC und ZYZ Zirkonfaser Verbundwerkstoffs

Eigenschaft

Einheit

ZYC

ZYZ-3

 ZYZ-6

Nominale Zusammensetzung

ZrO2*

Gew. %

85

85

85

Y2O3

10

10

10

SiO2

5

5

5

Farbe

weiß

weiß

weiß

Schüttdichte

g/cm3

0,48

0,48

0,96

Porosität

%

91

91

85

Thermische Eigenschaften

Dauertemperatur Beständigkeit**

°C

1.650

1.650

1.650

Spitzentemperatur Beständigkeit

°C

1.700

1.700

1.700

Schmelztemperatur

°C

2.200

2.200

2.200

Dilatometrische Erweichungstemperatur bei 10 psi

°C

950

1.250

1.275

Wärmeleitfähigkeit Koeffizient

bei 400 °C

Wm-1.K-1

0,08

0,08

0,16

bei 800 °C

0,11

0,11

0,20

bei 1.100 °C

0,14

0,14

0,23

bei 1.400 °C

0,19

0,19

0,25

bei 1.650 °C

0,23

0,23

0,27

mechanische Eigenschaften

Biegefestigkeit 

MPa

0,55

0,28

1,74

Druckfestigkeit bei 10 %

MPa

0,21

0,39

0,92

Wärmeausdehnungskoeffizient (20 – 1.425 °C)

10-6.K-1

9

9

9

Lineare Schrumpfung (⊥ zu der Dicke)

1 Std bei 1.650 °C

%

2,5

1,7

1,6

24 Std bei 1.650 °C

4

2,3

2,6

Chemische Eigenschaften

Ausgasen im Vakuum

Nul

Nul

Nul

* 1 – 2 Gew.-% Hafniumoxid tritt bei Zirkoniumoxid natürlicherweise auf und beeinträchtigt nicht die Leistungen. **Die maximale Betriebstemperatur hängt von Variablen wie der chemischen Umgebung und den thermischen und mechanischen Beanspruchungen ab.

ZYC und ZYZ Zirkonfaser Verbundwerkstoff Größe

ZYC Zirkonfaser Rohre

Rohre

Länge

152,4 mm

304,8 mm

Innerer / äuβerer Durchmesser

mm

von 25,4 x 50,8 mm

bis 304,8 x 330,2 mm

Zoll

von 1″ x 2″

bis 12″ x 13



ZYZ Zirkonfaser Platte

Größe

Dicke

Platte

304,8 x 304,8 mm

12,7 mm

19,0 mm

25,4 mm

38,1 mm

Größe nach Artikel-Nr.
Maßanfertigung möglich.

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

Zirkonfaser (326.87k)

Technisches Datenblatt: Zirkonfaser

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FAQs, die Ihnen in dieser Kategorie helfen können

Quelle est la différence entre une plaque en silicate de calcium et une plaque en mica ?

Les plaques en silicate de calcium présentent une faible densité (200 – 1 000 kg/m³), une conductivité thermique faible (~0,05–0,35 W/m·K) et une bonne tenue jusqu’à 1 000 °C. Elles sont utilisées comme isolants structurels. Les plaques en mica (phlogopite ou muscovite) offrent une excellente rigidité diélectrique (> 20 kV/mm) et une tenue thermique jusqu’à 500–1 000 °C selon le type. Merci de consulter Final Advanced Materials pour l’usage du composite Mica, ce produit est très particulier. Il doit être en permanence comprimé entre 2 autres plaques pour conserver son intégrité mécanique (dégradation du liant silicone à haute température).

Les composites rigides peuvent-ils être usinés sur machine CNC ?

Oui, les composites inorganiques proposés par Final Advanced Materials peuvent être usinés en CNC. L’usinage des réfractaires à base de silicate de calcium (CaSiO₃) ou matériaux dérivés type boards isolant présente des spécificités liées à leur faible densité, forte porosité et faible cohésion mécanique. Ces composites ne sont pas durs mais il y a un risque élevé d’écaillage et effritement, il faut minimiser les efforts et éviter l’arrachement de matière. La poudre générée est très abrasive, un système d’aspiration sur votre installation est indispensable. Nous pouvons usiner ces matières pour vous dans notre atelier.

Quel composite technique isolant choisir pour une application thermique continue jusqu'à 1 000 °C ?

Pour une application continue à 1 000 °C, Final Advanced Materials recommande des composites à base de fibres céramiques ou silicate de calcium. Ces matériaux offrent une conductivité thermique faible (~0,08–0,35 W/m·K) et une bonne stabilité dimensionnelle. Les composites nanoporeux peuvent descendre à 0,02–0,04 W/m·K mais sont plus fragiles mécaniquement. Le choix dépend du compromis entre isolation thermique et résistance mécanique. Un descriptif complet de l’application et des contraintes est nécessaire pour faire une prescription de matière.

Quelle est la tenue mécanique en compression des panneaux composites à haute température ?

Les panneaux composites haute température de Final Advanced Materials présentent des résistances en compression variant de 1 à 40 MPa selon la densité. Les matériaux isolants légers (fibres, microporeux) sont limités (~1–5 MPa), tandis que les composites plus denses (silicate renforcé, zircone) atteignent 10–20 MPa, jusqu’à 40 MPa pour un silicate de calcium de densité 1300 kg/m3. Attention tous les composites inorganiques qui tiennent à hautes température (>300°C) n’ont aucune élasticité et sont donc assez fragiles.