طراحی سرامیک مبتنی بر زیپریا برای برنامه های با دمای بالا نیاز به توجه دقیق از ثبات حرارتی دارد. محاسبات دقیق کمک می کند تا مواد خود را در معرض استرس حرارتی حفظ کنند، جلوگیری از شکست و گسترش زندگی خدمات.

درک گسترش حرارتی

گسترش حرارتی توضیح می دهد که چگونه ابعاد مواد با دما تغییر می کند.برای سرامیک های زیرویا، کنترل این ملک برای جلوگیری از ترک یا تغییر شکل در طول چرخه های گرمایش و خنک کننده ضروری است.

ضریب انبساط حرارتی (CTE) به طور معمول در واحدهای ppm / ° C اندازه گیری می شود. محاسبه دقیق CTE اجازه می دهد تا مهندسان تغییرات بعدی و اجزای طراحی را پیش بینی کنند.

محاسبه استرس حرارتی

استرس حرارتی زمانی ایجاد می شود که بخش های مختلف یک جزء با نرخ های مختلف گسترش یابد.این می تواند با استفاده از فرمول تخمین زده شود:

[Stress = CTE × × {\displaystyle } {\displaystyle {\displaystyle }

در جایی که ΔT تغییر دما است، درک این استرس به طراحی سرامیک های زیrconia کمک می کند که می تواند بدون شکست در برابر دوچرخه سواری حرارتی مقاومت کند.

مثال عملی Calculation

فرض کنید یک جزء zirconia افزایش دما را از 500 درجه سانتیگراد تجربه می کند، اگر CTE 10 ppm / ° C باشد و modulus of ITS 200 GPa باشد، استرس حرارتی را می توان به عنوان زیر محاسبه کرد:

[FLT:] STER = 10 × 10 / ° C ° 50 GPa = 1 GPa

این سطح استرس نشان دهنده اهمیت انتخاب مواد با خواص مناسب برای جلوگیری از بیش از حد محدودیت های قدرت مواد است.

انتخاب مواد

  • نمرات zirconia را با CTE پایین برای ثبات حرارتی بالا انتخاب کنید.
  • اطمینان حاصل کنید که modulus of ITS با الزامات درخواست مطابقت دارد.
  • به اضافه کردن تثبیت کننده برای بهبود مقاومت حرارتی توجه کنید.
  • اجزای طراحی برای به حداقل رساندن شیب های حرارتی