เหตุ ใด ต้อง ปล่อย ให้ อุณหภูมิ เติบโต?

ในระบบเตาอบอุณหภูมิสูง การขยายความร้อนเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

อย่างไรก็ตาม ความล้มเหลวของม้วนจํานวนมากไม่ได้เกิดจาก:

• ความหน่วงภายนอกที่เกินขั้น
• ความแข็งแรงของวัสดุไม่เพียงพอ
• หรือความบกพร่องในการผลิต

แทนที่ความล้มเหลวมักจะมาจาก:

การขยายความร้อนที่จํากัด

การศึกษากรณีนี้อธิบายว่าทําไมการอนุญาตการขยายความร้อนจึงเป็นสิ่งสําคัญสําหรับการทํางานของม้วน SiC ที่น่าเชื่อถือ

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

• รอลเลอร์ขยาย
• โครงสร้างสนับสนุนขยาย
• หม้อขยาย
• และส่วนประกอบของเตาอบเคลื่อนไหว

สําหรับม้วนซิลิคอนคาร์บิดที่ทํางานที่:

• 1200~1600 °C

แม้ว่าคอฟเฟกชั่นการขยายความร้อนที่ค่อนข้างเล็ก ๆ น้อย ๆ ก็จะผลิต:

• การเปลี่ยนแปลงมิติที่สามารถวัดได้ในระยะยาว

การขยายตัวนี้เองก็ไม่อันตราย

ปัญหาที่แท้จริงเริ่มต้นเมื่อ:

• การขยายตัวจํากัด

ถ้าลูกกลากคือ:

• ติดตั้งมากเกินไป
• ที่ถูกขัดขวางอย่างเข้มงวด
• หรือล็อคในท้องถิ่น

การขยายความร้อนไม่สามารถเกิดขึ้นอย่างอิสระ

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

• ความเครียดในการกดสะสมภายใน

ระหว่างการเย็น:

• การหดตัวจะจํากัด
  ซึ่งมักจะทําให้เกิด:
• ความเครียดในการดึงใกล้ผิวและขอบ

สําหรับวัสดุเซรามิก:

• ความเครียดในการดึงเป็นสิ่งสําคัญมาก

ในระบบหลายระบบ:

• การติดต่อที่รองรับดูเหมือนจะยอมรับได้ในอุณหภูมิห้อง

อย่างไรก็ตาม หลังจากทําความร้อน:

• การขยายความแตกต่างเปลี่ยนสภาพสัมผัส

ตัวอย่างเช่น:

• บล็อกรองรับแข็ง
• ความแรงสปริงที่ไม่เท่ากัน
• การปักยัดเกินขั้น
• การล็อคความตึงกันในท้องถิ่น
• หรือสนับสนุนการไม่ตรงกัน

แม้กระทั่งการจํากัดทางกณิตศาสตร์เล็ก ๆ น้อย ๆ ก็สามารถสร้าง:

• ความเข้มข้นในท้องถิ่นสูง

การวิเคราะห์สนามแสดงว่า:

• ความล้มเหลวบ่อย ๆ เกิดขึ้นใกล้กับพื้นที่สนับสนุน
  ไม่ใช่ในระยะกลาง

ความเสียหายทั่วไปประกอบด้วย

• การเจาะขอบ
• โซนสนับสนุนแตก
• การฉีกระจายที่ตั้ง
• การสวมเสื่อม
• และความเสียหายที่มุม

เพราะ:

• ภูมิภาคที่ได้รับการสนับสนุน
  • ความจํากัดทางความร้อน
  • และการโอนภาระทางกล

ระหว่างการทํางานที่มั่นคง:

• การกระจายอุณหภูมิค่อนข้างเรียบร้อย

แต่ระหว่างการปิด:

• พื้นผิวเย็นเร็วขึ้น
• ขณะที่ภายในยังร้อน

นี่ทําให้เกิด:

• การปรับปรุงความร้อน
• การหดตัวต่าง
• และความเครียดในการดึงที่พื้นผิว

ถ้าการขยายและการหดตัวถูกจํากัด

• ความเครียดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ใกล้ขอบและรองรับ

นี่คือเหตุผล

ความล้มเหลวหลายครั้งเกิดขึ้นระหว่างการเย็นมากกว่าการทํางาน

ในระบบเตาอบที่เผาเร็วรอลล์ SSiC สําหรับเตาอบเตาไฟม้วนช่วยในการรักษาความมั่นคงด้านมิติที่ดีขึ้น ระหว่างการหมุนเวียนความร้อนซ้ําและสภาพการเย็นเร็ว

ระบบการสนับสนุนที่ยืดหยุ่นช่วยดูดซับ:

• ความแตกต่างของมิติ
• การขยายความร้อน
• และการอพยพท้องถิ่น

โครงสร้างที่รองรับสปริงสามารถ:

• ลดความเครียดในการจํากัด
• แบ่งแบ่งภาระให้เท่าเทียมกันมากขึ้น
• และลดแรงกดดันที่ติดต่อในท้องถิ่นให้น้อยที่สุด

เปรียบเทียบกับรองรับแข็ง:

• ระบบยืดหยุ่น ทนต่อการหมุนเวียนความร้อนได้ดีกว่า

การออกแบบเตาอบที่น่าเชื่อถือต้องการ:

• กณิตศาสตร์การสนับสนุนที่ควบคุม
• ค่าเบี้ยการขยาย
• การติดต่อแบบเดียวกัน
• และการชดเชยการเคลื่อนไหวทางความร้อน

ความแข็งแกร่งของวัสดุเพียงลําพังไม่เพียงพอ

แม้กระทั่งม้วน SiC ความแข็งแรงสูงอาจล้มเหลวถ้า:

• การขยายความร้อนจํากัดเกินไป

ในระบบเซรามิกอุณหภูมิสูง

• ความเครียดทางความร้อนมักจะมีความสําคัญมากกว่าความจุสติก

ความล้มเหลวหลายอย่าง เกิดจาก

1. การขยายตัวที่จํากัด
2. การสร้างเทียบความร้อน
3. การขยายความเครียดทางท้องถิ่น
4. หมุนเวียนความร้อนซ้ําๆ
5. การเริ่มต้นการแตก ใกล้กับบริเวณสนับสนุน

ดังนั้น:

การออกแบบรองรับมีอิทธิพลตรงต่อความน่าเชื่อถือของม้วน

การขยายความร้อนเองไม่ใช่ปัญหา
อันตรายที่แท้จริงคือ การขยายความร้อนที่จํากัด

สําหรับการทํางานของม้วน SiC ที่น่าเชื่อถือ:

• ค่าเบี้ยการขยาย
• การออกแบบรองรับแบบยืดหยุ่น
• และความสามารถในการบรรเทาความเครียด

เป็นความต้องการทางวิศวกรรมที่สําคัญในระบบเตาอบอุณหภูมิสูง