উচ্চ তাপমাত্রার শিল্প তাপমাত্রা পরিমাপ সিস্টেমের জন্য থার্মোকপল সুরক্ষা টিউবগুলি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান।
তারা থার্মোকপল সেন্সরকে রক্ষা করেঃ
- উচ্চ তাপমাত্রা অক্সিডেশন
- ক্ষয়কারী গ্যাস
- গলিত পদার্থ
- তাপীয় শক
- যান্ত্রিক ক্ষতি
সিরামিক সুরক্ষা টিউব উপাদানগুলির মধ্যে, সিলিকন কার্বাইড ভিত্তিক সিরামিকগুলি তাদের চমৎকার কারণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়ঃ
- উচ্চ তাপমাত্রা স্থিতিশীলতা
- তাপ পরিবাহিতা
- তাপীয় শক প্রতিরোধের
- রাসায়নিক ক্ষয় প্রতিরোধের
তবে, সমস্ত সিলিকন কার্বাইড সুরক্ষা টিউব একইভাবে কাজ করে না।
তিনটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছেঃ
- পুনরায় স্ফটিকযুক্ত সিলিকন কার্বাইড (আরএসআইসি)
- রিঅ্যাকশন বন্ডড সিলিকন কার্বাইড (SiSiC / RBSC)
- সিলিকন নাইট্রাইড বন্ডড সিলিকন কার্বাইড (Si3N4-SiC)
প্রতিটি উপাদানের বিভিন্ন সুবিধা রয়েছেঃ
- গ্যাসের ঘনত্ব
- সর্বোচ্চ সার্ভিস তাপমাত্রা
- তাপীয় শক প্রতিরোধের
- ক্ষয় প্রতিরোধের
- যান্ত্রিক শক্তি
সঠিক উপকরণ নির্বাচন করার জন্য প্রকৃত অপারেটিং শর্তাবলী বোঝার প্রয়োজন।
পুনরায় ক্রিস্টালাইজড সিলিকন কার্বাইড উচ্চ বিশুদ্ধতা SiC কণা ব্যবহার করে কোন sintering additives বা binders ছাড়া উত্পাদিত হয়।
সিন্টারিংয়ের সময় প্রায়ঃ
২২০০ ঊর্ধ্বতন ২৪০০°সি
সূক্ষ্ম সিআইসি কণাগুলি বাষ্পীভবন-কন্ডেনসেশন বন্ধনের মধ্য দিয়ে যায়, যা একটি উচ্চ বিশুদ্ধ সিরামিক কাঠামো তৈরি করে।
সাধারণ বৈশিষ্ট্যঃ
| সম্পত্তি | RSiC |
|---|---|
| সিআইসি বিশুদ্ধতা | >৯৯% |
| সর্বোচ্চ সার্ভিস তাপমাত্রা | ১৬৫০°সি |
| বাল্ক ঘনত্ব | ~ ২.৭০ গ্রাম/সেমি |
| দৃশ্যমান পোরোসিটি | ~১৫% |
| তাপ পরিবাহিতা | ~২৫ W/m·K (1000°C) |
| তাপীয় প্রসারণ সহগ | 4.8 ×10−6/°C |
RSiC নিম্নলিখিত তাপমাত্রায় স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা বজায় রাখেঃ
১৬৫০°সি
এটি নিম্নলিখিতগুলির জন্য উপযুক্তঃ
- গ্লাস গলানোর চুলা
- উচ্চ তাপমাত্রার জ্বলন যন্ত্র
- মূল্যবান ধাতু প্রক্রিয়াকরণ
- সালফারযুক্ত ধোঁয়াশা গ্যাস পরিবেশ
কারণ RSiC এর মধ্যে রয়েছেঃ
- উচ্চ SiC বিশুদ্ধতা
- কোন মুক্ত সিলিকন ফেজ নেই
- ধাতব বন্ধনের কোন ধাপ নেই
এটি নিম্নলিখিতগুলির বিরুদ্ধে চমৎকার প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করেঃ
- অক্সিডাইজিং বায়ুমণ্ডল
- সালফার যৌগ
- উচ্চ তাপমাত্রার ক্ষয়কারী গ্যাস
এর সমন্বয়ঃ
- নিম্ন তাপীয় প্রসার
- ভাল তাপ পরিবাহিতা
- হালকা ওজন গঠন
আরএসআইসি টিউবগুলিকে তাপমাত্রার দ্রুত পরিবর্তনের প্রতিরোধ করতে দেয়।
এর নিয়ন্ত্রিত ছিদ্রযুক্ত কাঠামোর কারণে:
- গ্যাসের অভ্যন্তরীণতা বিদ্যমান
- সম্পূর্ণ সিলিং গ্যারান্টি দেওয়া যায় না
অতএব, RSiC এর জন্য সুপারিশ করা হয় নাঃ
- গ্যাস টাইট পরিমাপ সিস্টেম
- রৌপ্যধাতুর থার্মোকপল সুরক্ষা রিং ছাড়া
পিটি-আরএইচ থার্মোকপলগুলির জন্য, একটি অতিরিক্ত অ্যালুমিনিয়াম অভ্যন্তরীণ টিউব সাধারণত প্রয়োজন হয়।
বিক্রিয়া বন্ধনযুক্ত সিলিকন কার্বাইড একটি ছিদ্রযুক্ত সিআইসি-কার্বন দেহে গলিত সিলিকন অনুপ্রবেশ করে উত্পাদিত হয়।
সিলিকন কার্বনের সাথে বিক্রিয়া করে সেকেন্ডারি সিআইসি গঠন করে, যখন অবশিষ্ট সিলিকন ছিদ্রগুলি পূরণ করে।
এটি প্রায় শূন্য ছিদ্রযুক্ত একটি ঘন কাঠামো তৈরি করে।
সাধারণ বৈশিষ্ট্যঃ
| সম্পত্তি | সিআইসি |
|---|---|
| সিআইসি সামগ্রী | ~ ৮১% |
| সর্বোচ্চ সার্ভিস তাপমাত্রা | ১৩৫০-১৪০০°সি |
| বাল্ক ঘনত্ব | 3.00 ০৩.০৫ গ্রাম/সেমি৩ |
| দৃশ্যমান পোরোসিটি | ~০% |
| তাপ পরিবাহিতা | ৩৫৩৬ W/m·K |
| তাপীয় প্রসারণ সহগ | 4.৪.৪.৫ ×১০-৬° সেলসিয়াস |
SiSiC এর সবচেয়ে বড় সুবিধা হল:
প্রায় শূন্য খোলা ছিদ্র
এটি প্রদান করেঃ
- চমৎকার গ্যাস সিলিং
- বায়ুমণ্ডলে প্রবেশের বিরুদ্ধে সুরক্ষা
- স্থিতিশীল থার্মোকপল পরিমাপ
এটি বিশেষ করে উপযুক্তঃ
- বায়ুমণ্ডলীয় চুলা
- গ্যাস বিশ্লেষণ সিস্টেম
- নিয়ন্ত্রিত বায়ুমণ্ডলীয় তাপ চিকিত্সা
SiSiC প্রদান করেঃ
- উচ্চ ঘনত্ব
- উচ্চ নমন শক্তি
- চমৎকার মাত্রিক নির্ভুলতা
সাধারণ নমন শক্তিঃ
রুমের তাপমাত্রায় ২৬০-৩০০ এমপিএ
এটি যান্ত্রিক স্থায়িত্বের জন্য উপযুক্ত।
উচ্চ তাপ পরিবাহিতা উন্নত করেঃ
- তাপ স্থানান্তর দক্ষতা
- তাপমাত্রা প্রতিক্রিয়া গতি
- পরিমাপের নির্ভুলতা
প্রধান সীমাবদ্ধতা হলঃ
কারণ এই কাঠামোর মধ্যে মুক্ত সিলিকন রয়েছে:
- সর্বোচ্চ তাপমাত্রা সীমাবদ্ধ
- অক্সিডেশন প্রতিরোধ ক্ষমতা RSiC এর চেয়ে কম
- কিছু গলিত ধাতু পরিবেশ সিলিকন ফেজ আক্রমণ করতে পারে
অতএব, SiSiC সাধারণত উপরে অবিচ্ছিন্ন অপারেশন জন্য সুপারিশ করা হয় নাঃ
১৪০০°সি
সিলিকন নাইট্রাইড বন্ডড সিলিকন কার্বাইড সিলিকন গুঁড়োকে নাইট্রোজেনের সাথে সিন্টারিংয়ের সময় বিক্রিয়া করে তৈরি করা হয়।
Si3N4 ফেজ SiC শস্যের মধ্যে সংযোগ নেটওয়ার্ক গঠন করে।
সাধারণ বৈশিষ্ট্যঃ
| সম্পত্তি | Si3N4-SiC |
|---|---|
| সিআইসি সামগ্রী | ৭৩% ৭৫% |
| সর্বোচ্চ সার্ভিস তাপমাত্রা | ~১৪৫০°সি |
| বাল্ক ঘনত্ব | 2.70 ∙ ২.৮০ গ্রাম/সেমি |
| দৃশ্যমান পোরোসিটি | ৮% ২৮% |
| তাপ পরিবাহিতা | ১৯২০ W/m·K |
| তাপীয় প্রসারণ সহগ | 4.৫.৫.১ ×১০-৬°সি |
এই উপাদানটি নিম্নলিখিত পরিস্থিতিতে খুব ভাল কাজ করেঃ
- দ্রুত গরম করা
- দ্রুত শীতল হওয়া
- ঘন ঘন চুলা চক্র
এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়ঃ
- অন্তর্বর্তীকালীন চুলা
- তাপ চিকিত্সা চুলা
- সিরামিক ফায়ারিং সিস্টেম
সিলিকন নাইট্রাইড বন্ডিং ফেজ প্রদান করেঃ
- কম সংকোচন
- স্থিতিশীল গঠন
- ভাল উত্পাদন নির্ভুলতা
উচ্চ বিশুদ্ধতা RSiC বা ঘন SiC উপকরণ সঙ্গে তুলনাঃ
Si3N4-SiC প্রদান করেঃ
- উৎপাদন খরচ কম
- বড় আকারের সক্ষমতা
- ভাল সামগ্রিক পারফরম্যান্স ভারসাম্য
SiSiC এর সাথে তুলনা করেঃ
- গ্যাসের ঘনত্ব কম
আরএসআইসির সাথে তুলনা করেঃ
- সর্বোচ্চ তাপমাত্রা ক্ষমতা কম
এটি নিম্নলিখিত ক্ষেত্রে ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয় নাঃ
- শক্তিশালী ক্ষারীয় পরিবেশ
- গলিত লবণের এক্সপোজার
- অত্যন্ত ক্ষয়কারী বায়ুমণ্ডল
| সম্পত্তি | RSiC | সিআইসি | Si3N4-SiC |
|---|---|---|---|
| উত্পাদন পদ্ধতি | পুনঃক্রিস্টালাইজেশন | সিলিকন অনুপ্রবেশ বিক্রিয়া বন্ধন | নাইট্রাইড বন্ডিং |
| সিআইসি বিশুদ্ধতা | >৯৯% | ~ ৮১% | ৭৩% ৭৫% |
| সর্বোচ্চ সার্ভিস তাপমাত্রা | ১৬৫০°সি | ১৩৫০-১৪০০°সি | ~১৪৫০°সি |
| পোরোসিটি | ~১৫% | ~০% | ৮% ২৮% |
| গ্যাসের ঘনত্ব | মাঝারি | চমৎকার | ভালো |
| তাপীয় শক প্রতিরোধের | চমৎকার | চমৎকার | চমৎকার |
| তাপ পরিবাহিতা | ~২৫ W/m·K | ৩৫৩৬ W/m·K | ১৯২০ W/m·K |
| ক্ষয় প্রতিরোধের | চমৎকার | ভালো | মাঝারি |
| যান্ত্রিক শক্তি | মাঝারি | উচ্চ | মাঝারি |
| খরচ স্তর | উচ্চ | মাঝারি | নীচে |
| সাধারণ প্রয়োগ | উচ্চ তাপমাত্রা ক্ষয় | গ্যাস-নিরাপদতা পরিমাপ | তাপীয় চক্র |
✓ তাপমাত্রা 1500°C অতিক্রম করে
✓ অক্সাইডেশন প্রতিরোধীতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ
✓ সালফারযুক্ত গ্যাস আছে
✓ তাপীয় শক প্রতিরোধের প্রয়োজন
সাধারণ অ্যাপ্লিকেশনঃ
- গ্লাস গলানোর চুলা
- জ্বালানি যন্ত্র
- উচ্চ তাপমাত্রার রাসায়নিক সিস্টেম
✓ গ্যাসের ঘনত্বই অগ্রাধিকার
✓ থার্মোকপল সুরক্ষার জন্য সিলিং প্রয়োজন
✓ বায়ুমণ্ডল নিয়ন্ত্রণ গুরুত্বপূর্ণ
সাধারণ অ্যাপ্লিকেশনঃ
- বায়ুমণ্ডলীয় চুলা
- গ্যাস বিশ্লেষণ সরঞ্জাম
- তাপ চিকিত্সা সিস্টেম
✓ ঘন ঘন তাপীয় চক্র ঘটে
✓ খরচ দক্ষতা গুরুত্বপূর্ণ
✓ বড় ব্যাসের টিউব প্রয়োজন
সাধারণ অ্যাপ্লিকেশনঃ
- সিরামিক চুলা
- অন্তর্বর্তীকালীন চুলা
- তাপ চিকিত্সা সরঞ্জাম
সিলিকন কার্বাইড থার্মোকপল সুরক্ষা টিউবটির জন্য কোন একক "সেরা" উপাদান নেই।
সর্বোত্তম পছন্দ অপারেটিং পরিবেশের উপর নির্ভর করেঃ
- আরএসআইসি সর্বোচ্চ তাপমাত্রা ক্ষমতা এবং জারা প্রতিরোধের ক্ষমতা প্রদান করে।
- SiSiC সর্বোত্তম গ্যাস টাইটনেস এবং যান্ত্রিক শক্তি প্রদান করে।
- Si3N4-বন্ডযুক্ত SiC চমৎকার তাপীয় শক প্রতিরোধের এবং খরচ দক্ষতা প্রদান করে।
নির্ভরযোগ্য থার্মোকপল সুরক্ষার জন্য, ইঞ্জিনিয়ারদের মূল্যায়ন করা উচিতঃ
- অপারেটিং তাপমাত্রা
- চুলা বায়ুমণ্ডল
- গ্যাসের অনুপ্রবেশযোগ্যতার প্রয়োজনীয়তা
- তাপীয় চক্রের ফ্রিকোয়েন্সি
- ক্ষয় অবস্থার
সঠিক সিআইসি উপাদান বেছে নেওয়া তাপ জোড়া জীবনকাল, পরিমাপের নির্ভুলতা এবং চুল্লি অপারেশন নির্ভরযোগ্যতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে।