انرژیکس (EnergX) - غلاف‌های ترموکوپل از جنس سیالون (SiAlON) نوعی پوشش محافظ ساخته‌شده از سیلیکون نیترید یا نیترید سیلیسیوم (Si₃N₄) هستند که برای افزایش عمر مفید و کارایی ترموکوپل در محیط‌های بسیار سخت طراحی شده‌اند. این غلاف‌ها به‌ویژه در اندازه‌گیری دمای مذاب‌های غیر فلزی (به‌خصوص آلومینیوم و آلیاژهای آن) کاربرد گسترده دارند.

کارکرد اصلی آن‌ها، محافظت از المنت ترموکوپل در برابر خوردگی، اکسیداسیون و تماس مستقیم با مذاب است تا اندازه‌گیری دما با دقت، پایداری و طول عمر بیشتری انجام گیرد.

(توضیح: SiAlON‌ها سرامیک‌هایی هستند که بر پایه عناصر سیلیکون (Si)، آلومینیوم (Al)، اکسیژن (O) و نیتروژن (N) ساخته شده‌اند.)

---

ویژگی‌ها و مزایا

مقاومت در برابر شوک حرارتی

به دلیل ساختار کریستالی سیالون، این غلاف‌ها توان تحمل تغییرات سریع دما را دارند و در فرآیندهای ریخته‌گری یا کنترل مذاب آلومینیوم قابل اعتماد هستند.

مقاومت شیمیایی بالا

• در برابر خوردگی ناشی از مذاب آلومینیوم و آلیاژهای غیر آهنی مقاوم است.
• مانع واکنش شیمیایی میان مذاب و المنت ترموکوپل می‌شود.

تر نشدن در مذاب

سطح سیالون خاصیت عدم ترشوندگی در برابر مذاب آلومینیوم دارد. این ویژگی از چسبیدن مذاب به سطح غلاف جلوگیری می‌کند و سبب سهولت در تمیزکاری و افزایش عمر غلاف می‌شود.

پایداری دمایی مناسب

بسته به گرید انتخابی، سیالون می‌تواند در دماهای تا ۱۶۰۰ سلسیوس به‌صورت پایدار عمل کند.

مقاله مرتبط: مقایسه جامع غلاف‌های سرامیکی و فلزی در ترموکوپل‌ها: انتخاب مناسب برای صنایع مختلف

---

معایب

• شکنندگی مکانیکی: حساسیت نسبت به ضربه‌های مکانیکی، شوک‌های فیزیکی و بارگذاری نقطه‌ای.
• قیمت بالا: نسبت به غلاف‌های فلزی یا سرامیکی رایج، بسیار گران‌تر هستند.
• نیاز به پیش‌گرمایش: پیش از ورود به مذاب باید غلاف به‌طور یکنواخت پیش‌گرم شود تا از ایجاد ترک یا شکستگی ناشی از اختلاف دمای ناگهانی جلوگیری گردد.

---

محدوده‌های دمایی و گریدهای مختلف سیالون

غلاف‌های سیالون بسته به گرید، محدوده دمایی متفاوتی دارند:

• گرید 101: مناسب برای کاربردهای زیر ۱۲۰۰ سلسیوس
• گرید 050: مناسب برای کاربردهای زیر ۱۴۰۰ سلسیوس
• گرید 110: مناسب برای کاربردهای زیر ۱۶۰۰ سلسیوس

انتخاب گرید باید متناسب با شرایط فرآیندی و حداکثر دمای کاری صورت گیرد تا از شکست یا افت خواص مکانیکی جلوگیری شود.

بخوانید: راهنمای انتخاب مواد در ساخت سنسورهای دما (ترموکوپل، RTD، کابل، کلاهک، ترموول و غلاف)

---

توصیه‌های کاربردی

• پیش‌گرمایش الزامی: پیش از غوطه‌وری در مذاب، غلاف را به‌طور تدریجی تا دمای میانی (۳۰۰–۴۰۰ سلسیوس) گرم کنید تا شوک حرارتی کاهش یابد.
• محافظت مکانیکی: از برخورد اجسام سخت یا اعمال فشار مکانیکی به غلاف اجتناب کنید.
• انتخاب گرید مناسب: استفاده از گریدهای بالاتر در دماهای پایین‌تر هزینه‌بر و غیرضروری است؛ همیشه گرید را متناسب با دمای فرآیند انتخاب کنید.
• کنترل هزینه‌ها: با توجه به قیمت بالای سیالون، مدیریت صحیح انبار و شرایط کاربری اهمیت ویژه دارد.

---

کاربردها

• صنایع آلومینیوم: اندازه‌گیری و کنترل دمای مذاب در کوره‌های ذوب و نگهدارنده.
• ریخته‌گری غیرآهنی: مناسب برای مس، روی و آلیاژهای مشابه.
• فرآیندهای با تغییرات سریع دمایی: جایی که شوک حرارتی شدید وجود دارد و غلاف‌های معمولی سریع آسیب می‌بینند.

---

پرسش‌های متداول

چرا غلاف سیالون برای آلومینیوم بهترین گزینه است؟

به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و خاصیت ترنشوندگی، آلومینیوم به سطح سیالون نمی‌چسبد و این ویژگی عمر غلاف را افزایش می‌دهد.

آیا می‌توان غلاف سیالون را بدون پیش‌گرمایش وارد مذاب کرد؟

خیر. ورود ناگهانی غلاف سرد به مذاب داغ، شوک حرارتی شدیدی ایجاد کرده و می‌تواند باعث ترک یا شکست آن شود.

چه تفاوتی بین گریدهای 101، 050 و 110 وجود دارد؟

تفاوت اصلی در حداکثر دمای کاری مجاز آن‌هاست:

• گرید 101: تا 1200
• گرید 050: تا 1400
• گرید 110: تا 1600

مهم‌ترین ضعف غلاف سیالون چیست؟

شکنندگی مکانیکی و قیمت بالا نسبت به سایر غلاف‌های فلزی یا سرامیکی.

در چه صنایعی به‌جز آلومینیوم می‌توان از این غلاف‌ها استفاده کرد؟

در سایر مذاب‌های غیر آهنی مانند مس، برنز و روی نیز کاربرد دارند، هرچند بیشترین استفاده در آلومینیوم است.

چه عواملی طول عمر غلاف سیالون را افزایش می‌دهد؟

• پیش‌گرمایش مناسب
• جلوگیری از ضربات مکانیکی
• انتخاب گرید متناسب با دما
• اجتناب از شوک‌های دمایی ناگهانی

---

جمع‌بندی

غلاف‌های ترموکوپل از جنس سیالون (SiAlON) با ترکیب سیلیکون نیترید، راهکاری پیشرفته و بادوام برای اندازه‌گیری دمای مذاب‌های غیر فلزی به‌ویژه آلومینیوم ارائه می‌دهند. آن‌ها با وجود قیمت بالا و شکنندگی، به دلیل مقاومت عالی در برابر شوک حرارتی، خوردگی و خاصیت عدم ترشوندگی، انتخابی ایده‌آل در صنایع حساس ریخته‌گری محسوب می‌شوند. انتخاب درست گرید، پیش‌گرمایش و رعایت اصول کاربری می‌تواند عمر مفید و بازده این غلاف‌ها را به‌طور چشمگیری افزایش دهد.

منبع تصاویر: sialon.com

محصولات مرتبط: ترموکوپل سرامیکی صنعتی