1.基本結構
陶瓷壓力變送器廠商主要由瓷環(huán)、陶瓷膜片和陶瓷蓋板三部分組成。陶瓷膜片作為感力彈性體,采用95%的AL2O3瓷精加工而成,要求平整、均勻、質密,其厚度與有效半徑視設計量程而定。瓷環(huán)采用熱鑄工藝高溫燒制成型。陶瓷膜片與瓷環(huán)之間采用高溫玻璃漿料,通過厚膜印刷、熱燒成技術燒制在一起,形成周邊固支的感力杯狀彈性體,即在陶瓷的周邊固支部分應形成無蠕變的剛性結構。在陶瓷膜片上表面,即瓷杯底部,用厚膜工藝技術做成傳感器的電路。陶瓷蓋板下部的圓形凹槽使蓋板與膜片之間形成一定間隙,通過限位可防止膜片過載時因過度彎曲而破裂,形成對傳感器的抗過載保護。 [1]
2.基本特性
陶瓷是一種*的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40~135℃,而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度>2kV,輸出信號強,*穩(wěn)定性好。高特性,低價格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向,在歐美國家有全面替代其它類型傳感器的趨勢,在中國也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴散硅壓力傳感器。
適用場合
過程控制、環(huán)境控制、液壓和氣動設備、伺服閥門和傳動、化學制品和化學工業(yè)及科研儀表等眾多領域。
熱噴涂耐高溫陶瓷涂層能體現熱噴涂技術特點,應用效果突出,是影響大
的一個應用領域。
1.熱障涂層(TBCs)
燃氣輪機的受熱部件,如葉片、噴嘴和燃燒室處于高溫、氧化和高速氣流沖蝕等
惡劣環(huán)境中。對于承受溫度高達1 100 ℃的燃氣輪機部件,已超過了鎳基高溫合金使用
的極限溫度(1 075 ℃)。有效辦法就是涂覆絕熱性好的高熔點陶瓷涂層,為高溫合金基
體穿上“防火鎧甲”,起絕熱屏蔽作用。這稱為熱障涂層。
熱障涂層的基本要求是:(1) 耐高溫;(2) 抗高溫氧化;(3) 與金屬基體結合牢固;
(4) 熱導率低,絕熱性好;(5) 熱膨脹系數與金屬基體匹配好,耐熱循環(huán)次數高。實踐表
明,采用MCrAlY合金作粘結底層,噴涂Y2O3部分穩(wěn)定的ZrO2絕熱陶瓷涂層,涂層堅
硬、致密,抗高溫燃氣沖蝕和抗熱震性能優(yōu)異,即使在1 650 ℃高溫下*使用,其熱
穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性都很好。Y2O3ZrO2中加入少量CeO能進一步改善涂層的抗熱震性
能。在使用溫度更低一些的情況下,可采用MgO或CaO穩(wěn)定的ZrO2作熱障陶瓷障礙
層。
對熱障涂層的粘結底層進行預氧化處理,對熱障陶瓷涂層進行滲鋁處理,對面層
陶瓷涂層進行激光重熔改性處理以及發(fā)展多層或梯度功能涂層,是熱障涂層領域的一
些發(fā)展。
熱障涂層主要用于航空、艦船及陸用燃氣輪機的受熱部件,現正推廣應用于民用
內燃機、增壓渦輪、冶金工業(yè)用噴氧槍等領域。
2 可磨耗密封涂層
現代航空發(fā)動機采用壓氣機使空氣增壓升溫,高溫壓縮空氣進入燃燒室使燃料充
分燃燒是提高發(fā)動機的功率和熱效率的主要措施之一。采用熱噴涂技術在壓氣機渦殼
內表面噴涂可磨耗密封涂層,與壓氣機葉片尖部的硬質涂層形成一對可磨耗密封磨損
副,在運行過程中能形成理想的徑向氣流間隙,獲得大的壓差,從而顯著提高發(fā)動
機的功率,降低航空汽油的消耗,提高發(fā)動機整機一次試車合格率。這是熱噴涂技術
在航空發(fā)動機領域重大的應用成果之一。
隨著壓縮空氣溫度的逐級升高,可磨耗密封涂層的使用溫度從300 ℃提到1100 ℃,
現代可磨
耗密封涂層的溫度已達1350 ℃。AlSi-聚苯脂、鎳/石墨、Ni/硅藻土、NiCrAl/BN、
Y2O3
.ZrO2-BN等復合粉末系列材料已獲得成功的應用。其中,尤以高溫可磨耗密封涂
層的工作條件為惡劣,要承受1 000~1 350 ℃的高溫,遭受2~3倍音速的高溫氣流的
沖蝕,受到超過300 m/s線速度的葉片尖部刮削而不會發(fā)生剝落。因此,除了必須具備
耐高溫涂層應有的耐高溫、抗氧化、耐熱震、呈化學惰性、結合牢固的性能外,其
主要的特點就是質軟(通常涂層的表面洛氏硬度在50~80 HR15Y)、多孔(孔隙率約為25%
~30%)。
熱噴涂可磨耗密封涂層技術可用于壓縮機行業(yè)的旋轉壓氣部件的間隙控制等民用
工業(yè)領域。
3 陶瓷壓力變送器廠商抗高溫粘著磨損涂層
退火爐輥、熱處理爐爐輥、連鑄機拉伸輥、支承輥、燒結爐輥等高溫輥子,多在
800~1 200 ℃高溫下運行。在這樣的高溫下,鋼鐵軟化并在表面生成氧化鐵鱗,同時爐
輥的高溫硬度也顯著降低。當軟態(tài)的高溫鋼件特別是鋼帶在爐輥上運動甚至輕微滑動
時,就會因高溫粘著而產生結瘤,這種結瘤在剪切力的作用下脫落為磨料,使鋼件(帶)
表面產生劃痕、劃傷、犁溝、凹陷等缺陷。這些缺陷在后續(xù)的表面光軋輥上往往難以