5 fatti sulla ceramica come isolante (perché e usi)

La ceramica è una sostanza fragile e dura. In questo post, indaghiamo se la ceramica funziona come isolante elettrico o conduttore.

La ceramica è un isolante nella sua forma naturale. Questo è un isolante non conduttivo formato da argilla permeabile marrone, rossa o bianca che funge da partizione tra i condensatori elettrolitici.

Il fatto che la ceramica sia un isolante di calore ed elettricità, il suo utilizzo come isolante, quando e come la ceramica può condurre corrente elettrica e il contesto più ampio saranno ulteriormente trattati in dettaglio.

Perché la ceramica è un buon isolante elettrico?

Porcellana, terracotta e gres sono le tre categorie principali di ceramica. Discutiamo perché la ceramica è un buon isolante elettrico.

La ceramica è un buon isolante elettrico perché la quantità incredibilmente piccola di elettroni spaiati sprecati nella ceramica la rende inadatta alla generazione di energia. Interazioni di elettroni straordinariamente potenti mantengono gli atomi della ceramica aderente.

Ceramica fratturata SEM.TIF
Immagine – Ceramica;
Credito immagine - wikipedia

Questi elettroni non possono essere scambiati o utilizzati dagli ioni per muoversi liberamente. Nella foto, una micrografia al microscopio elettronico a scansione a basso ingrandimento di materiale ceramico avanzato. Le proprietà della ceramica rendono la frattura un importante metodo di ispezione.

La ceramica è un buon isolante termico?

Qualità di isolamento superiori a causa della mancanza di flussi di elettroni, la materia è meno conduttiva. Indaghiamo se la ceramica è un buon isolante termico.

La ceramica è un bene isolante termico poiché possono resistere alle alte temperature trattenendo il calore senza trasferire il flusso. Agiscono come eccellenti barriere termiche nello spazio incollandosi come fodere nello space shuttle.

Gli isolatori di sospensione, deformazione, perno, soggiorno e grillo sono solo alcune delle cinque categorie utilizzate per classificare gli isolanti in ceramica.

Proprietà della ceramica

  • Lo spessore della ceramica è compreso tra 0.5 mm e 1.6 mm e lo spazio disponibile per la ceramica da rivestimento è di circa 1.0 mm e 1.5 mm.
  • A temperatura ambiente normale, la densità della ceramica è di 6 grammi per centimetro cubo.
  • Il punto di fusione o punto di rammollimento della ceramica è compreso tra 2000 gradi centigradi e 840 gradi centigradi.
  • La resistenza alla compressione della ceramica va da 1500 MPa a 3000 MPa.
  • La conducibilità termica media della ceramica è 5.077 W/mk
  • Il coefficiente di scambio termico per la ceramica è compreso tra 430 W/ (m2k) e 560 W/ (m2K).
  • La rigidità dielettrica della ceramica è di 15 kV/cm.
  • Il calore specifico per l'isolante della ceramica a 35 gradi centigradi è compreso tra 0.0323 e 0.326 J/kg/kg.
  • Modulo di elasticità per la ceramica è 393 GPa.
  • La resistenza alla trazione per la ceramica è compresa tra 260 MPa e 300 MPa.

Usi della ceramica come isolante

Il rapporto tra la forza di perforazione e la tensione di scarica può essere utilizzato per mostrare il fattore di sicurezza di un isolante. Parliamo di come la ceramica può essere utilizzata come isolante.

  • Candela
  • Supporto filo
  • Polacco
  • Sicurezza
  • Distribuzione a bassa tensione
  • Forno
  • Forno in ceramica o forno
  • Riscaldatore di ceramica

Candela

La candela è un dispositivo abbastanza semplice che esegue una serie di compiti cruciali ma distinti. Innanzitutto, produce essenzialmente un falso fulmine all'interno della testata del motore, o camera di combustione. La tensione della candela può variare da 20,000 a oltre 100,000 volt.

Supporto filo

Gli isolatori di tensione meccanici in ceramica sono destinati all'uso in scenari in cui cavi o fili penzolanti dal soffitto tirano l'isolante. Hanno lo stesso scopo di supportare isolatori ceramici per cavi aerei, antenne radio e linee elettriche.

Polacco

I cavi sui pali delle utenze o del telefono sono supportati da isolanti in ceramica. Gli isolatori di supporto in filo di ceramica presentano una forma a ombrello per schermare la parte più bassa dell'isolante e i fili da neve e pioggia.

Sicurezza

La funzione principale degli isolanti è quella di regolare il flusso di corrente e impedire che viaggi verso terra. Se i fili vengono tagliati e cadono a terra, gli isolatori ceramici di sicurezza rimangono in posizione e forniscono isolamento. Sono posizionati in modo da garantire che i fili non entrino in contatto con la terra.

Distribuzione a bassa tensione

Una rete a bassa tensione, tipicamente chiamata rete secondaria, trasferisce l'energia dal trasformatore di potenza ai contatori elettrici degli utenti finali durante tutto il processo di distribuzione. Le reti secondarie funzionano a bassi livelli di tensione, che di solito sono equivalenti alla tensione di rete delle apparecchiature elettriche.

Forno

Un forno è un dispositivo che invia calore e lo trasferisce ai materiali al fine di modificarne le proprietà fisiche e chimiche. Tipicamente, il calore viene prodotto attraverso la combustione di combustibili solidi, liquidi, gassosi o mediante l'applicazione di energia elettrica tramite riscaldamento a resistenza o riscaldamento induttivo.

Forno in ceramica o Forno

Un forno è una sorta di forno isolato termicamente che genera temperature sufficientemente elevate per completare determinati processi, come l'indurimento, l'essiccazione o le alterazioni chimiche. Per migliaia di anni, i manufatti in argilla sono stati trasformati in ceramiche, piastrelle e mattoni utilizzando le fornaci.

Riscaldatore di ceramica

I riscaldatori in ceramica sono riscaldatori elettrici che funzionano sul concetto di riscaldamento della resistività e hanno un elemento riscaldante in ceramica con un coefficiente di temperatura positivo. I materiali ceramici hanno sufficiente conduttività termica e resistenza elettrica per produrre e condurre calore mentre la corrente li attraversa.

Quando la ceramica conduce l'elettricità?

I rivestimenti del forno sono in ceramica. Esaminiamo la conducibilità elettrica della ceramica.

  • Le ceramiche sono ottimi vettori elettronici in quanto formano bande di energia sovrapposte se mescolate a semimetalli come ossido di piombo, ossido di rutenio, bismuto.
  • L'elettricità può passare alla ceramica quando viene fornita una tensione sufficientemente alta alla ceramica, che guadagna una quantità significativa di energia per liberare elettroni.

La ceramica ha una rigidità dielettrica molto elevata e quindi può perdere elettricità a determinate energie.

Conclusione

Possiamo concludere da questo articolo che la ceramica è un buon isolante termico ed elettrico nella sua forma naturale. Ma alcuni tipi di ceramica conducono elettricità e hanno conduttività elevate. Questo articolo discute le proprietà della ceramica, come agisce come isolante, le applicazioni della ceramica e altri argomenti relativi al tema della ceramica.

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