Temperaturmesspraxis mit Widerstandsthermometern und Thermoelementen
Temperaturpräzisionsmessungen mit Widerstandsthermometern und Thermoelementen erfordern zu möglichen Fehlereinflüssen Kenntnisse zur Alterung, Drift, zum Einbau, der Eigenerwärmung der Sensoren unter definierten mechanischen, thermischen, elektrischen,...
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Produktinformationen zu „Temperaturmesspraxis mit Widerstandsthermometern und Thermoelementen “
Temperaturpräzisionsmessungen mit Widerstandsthermometern und Thermoelementen erfordern zu möglichen Fehlereinflüssen Kenntnisse zur Alterung, Drift, zum Einbau, der Eigenerwärmung der Sensoren unter definierten mechanischen, thermischen, elektrischen, chemischen, tribologischen und atmosphärischen Beanspruchungen. Beschrieben werden Designgrundlagen und Kriterien für die Werkstoffauswahl für Messtemperaturen von -70 K bis 2500 K.
Klappentext zu „Temperaturmesspraxis mit Widerstandsthermometern und Thermoelementen “
Temperaturpräzisionsmessungen mit Widerstandsthermometern undThermoelementen erfordern zu möglichen Fehlereinflüssen Kenntnisse zur
Alterung, Drift, zum Einbau, der Eigenerwärmung der Sensoren unter
definierten mechanischen, thermischen, elektrischen, chemischen,
tribologischen und atmosphärischen Beanspruchungen. Beschrieben werden
Designgrundlagen und Kriterien für die Werkstoffauswahl für
Messtemperaturen von -70 K bis 2500 K.
Lese-Probe zu „Temperaturmesspraxis mit Widerstandsthermometern und Thermoelementen “
3.5 Keramische Schichten für Thermometerschutzrohre (S. 77-78)3.5.1 Kriterien für die Werkstoffauswahl
Die Prozessautomatisierung in den Branchen chemische Verfahrenstechnik, Metallurgie, Abgasreinigung, Salzkohleaufbereitung und Kalkbrennen erfordert besondere Schutzmaßnahmen für die Thermometerschutzrohre gegen
– abrasiven Verschleiß und
– Korrosion
sowie in vielen Fällen gleichzeitig Laugen- und Chemikalienbeständigkeit. Diesen Anforderungen entsprechen keramische Werkstoffe derzeit am besten. Keramische Werkstoffe auf der Basis von Oxiden, Karbiden und Nitriden sind aufgrund ihrer Eigenschaftsbilder als Härteträger und Korrosionshemmer für diese Anwendungen prädestiniert. Die Härte, Verschleißfestigkeit, die Beständigkeit gegen Chemikalien und Korrosion ergibt sich aus der chemischen Bindung der keramischen Werkstoffe, die bei den technisch interessanten Materialien vom Mischbindungstyp ist und zugleich heteropolare und kovalente Bindungsanteile beinhaltet.
Für die Härte, die Wärmeleitfähigkeit und Verschleißfestigkeit keramischer Werkstoffe sind die kovalenten Bindungen oder Atombindungsanteile maßgebend. Die heteropolaren Bindungsenergien (Ionenbindungstyp) sind häufig die Träger der elektrischen Eigenschaften dieser Werkstoffe und entscheidend für die Chemikalienbeständigkeit derselben. Für viele Anwendungen stellen metallische Trägerrohre mit keramischer Funktionsschicht die betriebswirtschaftlich günstigsten Lösungen dar.
Im Thermometerbau sind dabei folgende keramische Schichtsysteme von besonderem Interesse:
– das System Zirkoniumdioxid (ZrO2) mit Zusätzen von Y203, MgO oder CaO aufgrund der hohen mechanischen Festigkeit, Chemikalienbeständigkeit und der hohen linearen Wärmedehnung, die der der Metalle nahe kommt,
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– das System Aluminiumoxid (Al2O3) aufgrund seiner relativ hohen Härte, der chemischen Inertheit, der Biokompatibilität und der ausgezeichneten elektrischen Isolationseigenschaften,
– das System Siliciumkarbid (SiC) mit einer sehr hohen Härte, Abrasionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit und hohen Warmfestigkeit bis 1300 °C,
– das System Tetraborkarbid (B4C) mit seiner hohen Warmhärte bis 1200 °C, hohen Chemikalienbeständigkeit, biologischen Unbedenklichkeit und hohen Festigkeit,
– das System Titaniumkarbid (TiC) mit hoher Härte und Verschleißfestigkeit
– das System Siliciumnitrid (Si3N4) mit sehr hoher Heißbiegefestigkeit, geringer linearer Wärmedehnung, hoher Thermoschockfestigkeit, Bruchzähigkeit und Oxidationsbeständigkeit,
– das System Bornitrid (BN) in der kubischen Modifikation mit hoher Härte, Wärmeleitfähigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Stabilität gegen aggressive Metall-, Glas- und Salzschmelzen,
– das System Titaniumnitrid (TiN) mit sehr hoher Abrasionsfestigkeit, hoher Härte und Biokompatibilität,
– das System Tialit (TiAI2O5) mit sehr hoher Temperaturwechselbeständigkeit und sehr geringer linearer Wärmedehnung sowie
– das System Chromtrioxid (Cr2O3) mit hoher Abrasionsfestigkeit und Härte sowie guter Substrathaftung.
Diese Keramikwerkstoffe sind für den Thermometerbau von grundsätzlicher Bedeutung. In Schichtform auf metallischen Schutzrohren für Anwendungen in Industrieanlagen sichern sie bei abrasiver Belastung wesentliche Erhöhungen der Standzeiten. Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet ergibt sich für Temperaturmessungen in korrosiven Medien bzw. in oxidierender Atmosphäre. Aufgrund der atoxischen Eigenschaften sind Keramikschichten auch für die Temperaturmesstechnik der Lebensmittel- und Getränkeindustrie von Interesse. Keramik-Verbund-Werkstoffe stellen in der Regel die betriebswirtschaftlich günstigste Lösung für Thermoelementschutzrohre im Vergleich zur monolithischen Keramik dar.
Die wichtigsten Verfahren zur Beschichtung von metallischen Thermometerschutzrohren stellen heute
– die Plasmaspritztechnik für die Herstellung dicker Keramikschichten,
– das Hochratesputtern zur Erzeugung dünner Schichten,
– das Gasnitrieren und
– der chemische Gasphasentransport (CVD) anorganischer Werkstoffe dar.
Die Verfahren sind den neuen physikalischen Technologien zuzuordnen und führen während des Beschichtungsvorganges zu einer thermischen Belastung der Substrate (in der Regel metallische Trägerrohre).
– das System Aluminiumoxid (Al2O3) aufgrund seiner relativ hohen Härte, der chemischen Inertheit, der Biokompatibilität und der ausgezeichneten elektrischen Isolationseigenschaften,
– das System Siliciumkarbid (SiC) mit einer sehr hohen Härte, Abrasionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit und hohen Warmfestigkeit bis 1300 °C,
– das System Tetraborkarbid (B4C) mit seiner hohen Warmhärte bis 1200 °C, hohen Chemikalienbeständigkeit, biologischen Unbedenklichkeit und hohen Festigkeit,
– das System Titaniumkarbid (TiC) mit hoher Härte und Verschleißfestigkeit
– das System Siliciumnitrid (Si3N4) mit sehr hoher Heißbiegefestigkeit, geringer linearer Wärmedehnung, hoher Thermoschockfestigkeit, Bruchzähigkeit und Oxidationsbeständigkeit,
– das System Bornitrid (BN) in der kubischen Modifikation mit hoher Härte, Wärmeleitfähigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Stabilität gegen aggressive Metall-, Glas- und Salzschmelzen,
– das System Titaniumnitrid (TiN) mit sehr hoher Abrasionsfestigkeit, hoher Härte und Biokompatibilität,
– das System Tialit (TiAI2O5) mit sehr hoher Temperaturwechselbeständigkeit und sehr geringer linearer Wärmedehnung sowie
– das System Chromtrioxid (Cr2O3) mit hoher Abrasionsfestigkeit und Härte sowie guter Substrathaftung.
Diese Keramikwerkstoffe sind für den Thermometerbau von grundsätzlicher Bedeutung. In Schichtform auf metallischen Schutzrohren für Anwendungen in Industrieanlagen sichern sie bei abrasiver Belastung wesentliche Erhöhungen der Standzeiten. Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet ergibt sich für Temperaturmessungen in korrosiven Medien bzw. in oxidierender Atmosphäre. Aufgrund der atoxischen Eigenschaften sind Keramikschichten auch für die Temperaturmesstechnik der Lebensmittel- und Getränkeindustrie von Interesse. Keramik-Verbund-Werkstoffe stellen in der Regel die betriebswirtschaftlich günstigste Lösung für Thermoelementschutzrohre im Vergleich zur monolithischen Keramik dar.
Die wichtigsten Verfahren zur Beschichtung von metallischen Thermometerschutzrohren stellen heute
– die Plasmaspritztechnik für die Herstellung dicker Keramikschichten,
– das Hochratesputtern zur Erzeugung dünner Schichten,
– das Gasnitrieren und
– der chemische Gasphasentransport (CVD) anorganischer Werkstoffe dar.
Die Verfahren sind den neuen physikalischen Technologien zuzuordnen und führen während des Beschichtungsvorganges zu einer thermischen Belastung der Substrate (in der Regel metallische Trägerrohre).
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Bibliographische Angaben
- Autoren: Lothar Michalowsky , Klaus Irrgang
- 2003, XX, 284 Seiten, mit zahlreichen Abbildungen, Maße: 15,1 x 21,6 cm, Gebunden, Deutsch
- Hrsg. v. Klaus Irrgang u. Lothar Michalowsky
- Herausgegeben: Klaus Irrgang, Lothar Michalowsky
- Verlag: Vulkan Verlag
- ISBN-10: 3802722000
- ISBN-13: 9783802722004
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