5 Fakten zu Keramik als Isolator (Warum und Verwendung)

Keramik ist ein spröder und harter Stoff. Lassen Sie uns in diesem Beitrag untersuchen, ob Keramik als elektrischer Isolator oder Leiter fungiert.

Keramik ist in ihrer natürlichen Form ein Isolator. Das ist ein nicht leitender Isolator aus durchlässigem Ton, der braun, rot oder weiß ist und als Trennwand zwischen Elektrolytkondensatoren fungiert.

Die Tatsache, dass Keramik ein Isolator von Wärme und Strom ist, ihre Verwendung als Isolator, wann und wie Keramik elektrischen Strom leiten kann und der weitere Kontext werden weiter im Detail behandelt.

Warum ist Keramik ein guter elektrischer Isolator?

Porzellan, Steingut und Steinzeug sind die drei Hauptkategorien von Keramik. Lassen Sie uns diskutieren, warum Keramik ein guter elektrischer Isolator ist.

Keramik ist ein guter elektrischer Isolator, da die unglaublich geringe Menge an verschwendeten ungepaarten Elektronen in Keramik es für die Stromerzeugung ungeeignet macht. Außergewöhnlich starke Elektronenwechselwirkungen halten die Atome der Keramik fest.

Keramik gebrochen SEM.TIF
Bild – Keramik;
Bildnachweis - Wikipedia

Diese Elektronen können nicht ausgetauscht oder von den Ionen genutzt werden, um sich frei zu bewegen. Auf dem Bild eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Hochleistungskeramikmaterial mit geringer Vergrößerung. Die Eigenschaften von Keramik machen das Brechen zu einer wichtigen Inspektionsmethode.

Ist Keramik ein guter Wärmeisolator?

Hervorragende Isolationseigenschaften aufgrund des Mangels an Elektronenflüssen, Materie ist weniger leitfähig. Lassen Sie uns untersuchen, ob Keramik ein anständiger Wärmeisolator ist.

Keramik ist gut Wärmeisolator da sie hohen Temperaturen standhalten können, indem sie die Wärme halten, ohne die Strömung zu übertragen. Sie wirken als ausgezeichnete Wärmebarrieren im Weltraum, indem sie als Auskleidungen im Space Shuttle kleben.

Aufhängungs-, Dehnungs-, Stift-, Steh- und Schäkelisolatoren sind nur einige der fünf Kategorien, die zur Kategorisierung von Keramikisolatoren verwendet werden.

Eigenschaften von Keramik

  • Die Dicke der Keramik liegt zwischen 0.5 mm bis 1.6 mm und ca. 1.0 mm bis 1.5 mm Platz zum Verblenden von Keramik.
  • Bei normaler Raumtemperatur beträgt die Dichte der Keramik 6 Gramm pro Kubikzentimeter.
  • Der Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt der Keramik beträgt 2000 Grad Celsius bis 840 Grad Celsius.
  • Die Druckfestigkeit der Keramik beträgt 1500 MPa bis 3000 MPa.
  • Die durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit der Keramik beträgt 5.077 W/mk
  • Der Wärmedurchgangskoeffizient der Keramik liegt zwischen 430 W/ (m2k) und 560 W/ (m2k).
  • Die Durchschlagsfestigkeit der Keramik beträgt 15 kV/cm.
  • Die spezifische Wärme für den Isolator aus Keramik liegt bei 35 Grad Celsius zwischen 0.0323 und 0.326 J/kg/K.
  • Elastizitätsmodul für die Keramik beträgt 393 GPa.
  • Die Zugfestigkeit der Keramik beträgt 260 MPa bis 300 MPa.

Verwendung von Keramik als Isolator

Anhand des Verhältnisses von Durchschlagsfestigkeit zu Überschlagsspannung lässt sich der Sicherheitsfaktor eines Isolators darstellen. Lassen Sie uns darüber sprechen, wie Keramik als Isolator verwendet werden kann.

  • Zündkerze
  • Drahtunterstützung
  • Pole
  • Sicherheit
  • Niederspannungsverteilung
  • Ofen
  • Keramischer Ofen oder Brennofen
  • Keramikheizung

Zündkerze

Die Zündkerze ist ein ziemlich einfaches Gerät, das eine Reihe entscheidender, aber unterschiedlicher Aufgaben erfüllt. In erster Linie erzeugt es im Wesentlichen einen falschen Blitzschlag im Zylinderkopf oder in der Brennkammer des Motors. Die Zündkerzenspannung kann von 20,000 bis über 100,000 Volt reichen.

Drahtunterstützung

Keramische mechanische Zugisolatoren sind für den Einsatz in Szenarien vorgesehen, in denen Kabel oder Drähte, die von der Decke baumeln, am Isolator ziehen. Sie dienen dem gleichen Zweck wie keramische Stützisolatoren für Oberleitungen, Funkantennen und Stromleitungen.

Pole

Drähte an Versorgungs- oder Telefonmasten werden von Keramikisolatoren gestützt. Keramik-Drahtstützisolatoren haben eine schirmartige Form, um den untersten Teil des Isolators und die Drähte vor Schnee und Regen zu schützen.

Sicherheit

Die Hauptfunktion von Isolatoren besteht darin, den Stromfluss zu regulieren und ihn daran zu hindern, zur Erde zu fließen. Wenn Drähte durchtrennt werden und auf den Boden fallen, bleiben Sicherheitskeramikisolatoren an Ort und Stelle und sorgen für Isolierung. Sie sind so positioniert, dass sichergestellt ist, dass die Drähte nicht mit der Erde in Berührung kommen.

Niederspannungsverteilung

Ein Niederspannungsnetz, das normalerweise als sekundäres Netz bezeichnet wird, überträgt während des gesamten Verteilungsprozesses Strom vom Leistungstransformator zu den Stromzählern der Endverbraucher. Sekundärnetze werden auf Niederspannungsebene betrieben, die normalerweise der Netzspannung elektrischer Geräte entspricht.

Ofen

Ein Ofen ist ein Gerät, das Wärme aussendet und auf Materialien überträgt, um deren physikalische und chemische Eigenschaften zu verändern. Typischerweise wird Wärme durch die Verbrennung von festen, flüssigen, gasförmigen Brennstoffen oder durch die Anwendung elektrischer Energie über Widerstandsheizung oder induktive Heizung erzeugt.

Keramischer Ofen oder Brennofen

Ein Brennofen ist eine Art wärmeisolierter Ofen, der Temperaturen erzeugt, die hoch genug sind, um bestimmte Prozesse wie Härten, Trocknen oder chemische Veränderungen abzuschließen. Seit Tausenden von Jahren werden Tonartefakte in Öfen zu Töpferwaren, Fliesen und Ziegeln verarbeitet.

Keramikheizung

Keramische Heizungen sind elektrische Heizungen, die nach dem Widerstandsheizkonzept arbeiten und ein keramisches Heizelement mit positivem Temperaturkoeffizienten haben. Keramische Materialien haben eine ausreichende Wärmeleitfähigkeit und einen ausreichenden elektrischen Widerstand, um Wärme zu erzeugen und zu leiten, wenn Strom durch sie fließt.

Wann leitet Keramik Strom?

Ofenauskleidungen bestehen aus Keramik. Untersuchen wir die elektrische Leitfähigkeit von Keramik.

  • Keramiken sind hervorragende elektronische Träger, da sie überlappende Energiebänder bilden, wenn sie mit Halbmetallen wie Bleioxid, Rutheniumoxid, Wismut gemischt werden.
  • Elektrizität kann zur Keramik gelangen, wenn der Keramik eine ausreichend hohe Spannung zugeführt wird, wodurch eine beträchtliche Menge an Energie gewonnen wird, um Elektronen freizusetzen.

Die Keramik hat eine sehr hohe Durchschlagsfestigkeit und kann daher bei bestimmten Energien Strom verlieren.

Zusammenfassung

Wir können aus diesem Artikel schließen, dass Keramik in ihrer natürlichen Form ein guter thermischer und elektrischer Isolator ist. Aber bestimmte Arten von Keramiken leiten Strom und haben hohe Leitfähigkeiten. Dieser Artikel behandelt die Eigenschaften von Keramik, wie sie als Isolator wirkt, Keramikanwendungen und andere Themen rund um das Thema Keramik.

Lesen Sie auch: