Thiết kế đồ gốm dựa trên zirconia cho ứng dụng đồ gốm có độ nhiệt cao đòi hỏi sự cân nhắc cẩn thận về độ ổn định nhiệt. tính toán chính xác giúp đảm bảo vật liệu bảo đảm giữ được tính chất của mình dưới áp suất nhiệt, ngăn chặn thất bại và kéo dài cuộc sống dịch vụ.

Hiểu được sự gia tăng nhiệt

Sự giãn nở nhiệt độ mô tả cách mà các chiều không gian vật chất thay đổi với nhiệt độ đối với các đồ gốm, kiểm soát tính chất này là cần thiết để ngăn chặn sự nứt hoặc biến dạng trong quá trình sưởi ấm và làm mát.

Hệ số của việc mở rộng nhiệt (CE) thường được đo bằng đơn vị [FLT: 0]ppm/°C [FLT: 1). Tính toán chính xác của CTE cho phép các kỹ sư tiên đoán các thay đổi chiều và các thành phần thiết kế phù hợp.

Tính toán căng thẳng nhiệt

Áp suất nhiệt phát triển khi các bộ phận khác nhau của một thành phần mở rộng với tốc độ khác nhau, và có thể ước tính bằng công thức:

Stres = CTE × × T × Modlus of Elusticity

Khi T nhiệt độ thay đổi, sự căng thẳng này giúp thiết kế đồ gốm tự nhiên có thể chịu được nhiệt xe đạp mà không thất bại.

Gương thực tế

Giả sử một thành phần zirconia có nhiệt độ tăng lên 500 °C. Nếu CTE là 10 ppm/°C và độ đàn hồi là 200 GPP, thì sự căng thẳng nhiệt độ có thể tính như sau:

Stres = 10 × 10 -6 /°C 500°C × 200 GP = 1 GP

Mức độ căng thẳng này cho thấy tầm quan trọng của việc chọn những vật liệu có tính chất thích hợp để tránh vượt quá giới hạn sức mạnh của vật chất.

Mẹo chọn vật chất

  • Chọn điểm zirconia với mức CTE thấp để giữ nhiệt ổn định.
  • Bảo đảm độ đàn hồi của cơ thể tương ứng với yêu cầu ứng dụng.
  • Hãy xem xét việc thêm bộ thăng bằng để tăng cường nhiệt kháng cự.
  • Thiết kế thành phần để giảm thiểu độ nóng.