Aluminiumoxid (Al₂O₃) ist ein weit verbreitetes keramisches Material, das zum Schutz von Hochtemperatur-Thermoelementen verwendet werden kann. Seine einzigartige Kombination von Eigenschaften macht es zu einer relativ kostengünstigen Wahl für Anwendungen, die hohe Leistung und Zuverlässigkeit erfordern.
Eigenschaften von Aluminiumoxid
- Chemische Formel: Al₂O₃
- Aussehen: Weißer kristalliner Feststoff
- Empfohlene Höchsttemperatur: 1550 °C
- Schmelzpunkt: 2040 °C
- Wärmeleitfähigkeit: Hoch
- Elektrische Isolierung: Ausgezeichnet
- Mechanische Festigkeit: Hohe Härte und Verschleißfestigkeit
- Zulässige Umgebung: Oxidierend
- Korrosionsbeständigkeit: Beständig gegen die meisten Chemikalien
- Minimaler Biegeradius: Nicht biegbar
Vorteile von Aluminiumoxid-Ummantelungen
- Hohe Temperaturbeständigkeit: Aluminiumoxid-Ummantelungen können extrem hohen Temperaturen standhalten und sind daher für den Einsatz in Umgebungen geeignet, in denen andere Materialien versagen könnten. Diese Eigenschaft ist entscheidend für Anwendungen in Hochtemperaturöfen und -reaktoren.
- Elektrische Isolierung: Dank seiner hervorragenden Isoliereigenschaften verhindert Aluminiumoxid elektrische Störungen und gewährleistet die Genauigkeit und Sicherheit der Sensorwerte. Dies ist besonders wichtig bei empfindlichen elektronischen Anwendungen.
- Mechanische Festigkeit: Die hohe Härte und mechanische Festigkeit von Aluminiumoxid schützt die inneren Komponenten von Sensoren vor physischen Schäden und verlängert so ihre Lebensdauer.
- Chemische Inertheit: Die Beständigkeit von Aluminiumoxid gegen chemische Angriffe ermöglicht eine gute Leistung in rauen Umgebungen, einschließlich solchen mit korrosiven Gasen und Flüssigkeiten. Diese Eigenschaft macht Aluminiumoxidummantelungen ideal für den Einsatz in chemischen Verarbeitungsanlagen und anderen korrosiven Umgebungen.
- Wärmeleitfähigkeit: Die Fähigkeit von Aluminiumoxid, Wärme effektiv zu leiten, trägt zur schnellen Reaktion von Temperatursensoren bei und gewährleistet präzise und zeitnahe Messungen.
Aluminiumoxidummantelungen sind nicht biegbar. Sie sind eine kostengünstige Alternative für einige feuerfeste Metalle, aber im Vergleich zu anderen Ummantelungen nicht biegbar.
Anwendungen von mit Aluminiumoxid ummantelten Sensoren
- Industrieöfen: Werden zur Überwachung und Kontrolle von Temperaturen in Hochtemperaturumgebungen verwendet.
- Luft- und Raumfahrt: Wird in Flugzeugen und Raumfahrzeugen eingesetzt, wo hohe Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist.
- Nuklearindustrie: Wird aufgrund seiner Strahlungsbeständigkeit in Reaktoren zur Temperaturmessung und -regelung verwendet.
- Chemische Verarbeitung: Ideal für Anwendungen in korrosiven Umgebungen, in denen chemische Beständigkeit unerlässlich ist.
- Stromerzeugung: Wird in Kraftwerken zur Überwachung der Temperaturen in Kesseln und Turbinen verwendet.
Eigenschaftsvergleich von Aluminiumoxid mit anderen feuerfesten Metallen
| Eigenschaft | Aluminiumoxid (Al₂O₃) | Refraktäre Metalle (z. B. Wolfram, Molybdän, Tantal, Niob) |
| Schmelzpunkt | 2040 °C | Extrem hoch (z. B. Wolfram 3422 °C, Molybdän 2623 °C) |
| Thermisch Leitfähigkeit | Hoch | Sehr hoch (z. B. Wolfram ~173 W/m·K, Molybdän ~138 W/m·K) |
| Elektrische Leitfähigkeit | Hervorragender Isolator | Hervorragende Leiter |
| Mechanische Festigkeit | Hohe Härte und Verschleißfestigkeit | Sehr hohe Festigkeit, insbesondere bei erhöhten Temperaturen |
| Chemische Beständigkeit | Beständig gegen die meisten Chemikalien | Variabel, aber im Allgemeinen gut, insbesondere gegen Säuren und Basen |
| Kosten | Relativ niedrig | Hoch, insbesondere bei Wolfram und Tantal |
| Dichte | Geringes Gewicht | Sehr dicht (z. B. Wolfram ~19,3 g/cm³, Molybdän ~10,28 g/cm³) |
| Oxidationsbeständigkeit | Hervorragend bei Raumtemperatur; zersetzt sich bei hohen Temperaturen | Erfordert häufig Schutzbeschichtungen in oxidierenden Umgebungen mit hohen Temperaturen |
| Biegeradius | Nicht biegbar | Niob 10x Durchmesser, andere nicht biegbar |
Fazit
Die Wahl zwischen Aluminiumoxid- und feuerfesten Metallummantelungen hängt von den spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung ab. Aluminiumoxid bietet eine ausgezeichnete elektrische Isolierung, hohe Temperaturbeständigkeit und Kosteneffizienz und eignet sich daher für eine breite Palette industrieller Anwendungen. Feuerfeste Metalle sind mit ihrer überlegenen Hochtemperaturtoleranz, Wärmeleitfähigkeit und mechanischen Festigkeit ideal für extreme Bedingungen, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und Hochleistungselektronik.
Wenn Sie die unterschiedlichen Eigenschaften und Vorteile der einzelnen Materialien kennen, können Sie die am besten geeignete Ummantelung für Ihre Sensoren auswählen und so optimale Leistung und Zuverlässigkeit in Ihrer spezifischen Anwendung gewährleisten.
Wenden Sie sich an Kamet, um Hilfe bei der Auswahl des richtigen Ummantelungsmaterials für Ihre Installation zu erhalten.