Как основните конструктивни параметри на много-слойните топлинни щитове от молибденови плочи Mo1 влияят върху техните-високотемпературни изолационни характеристики?

От гледна точка на топлотехниката и приложението на материалите, изолационните характеристики на много-слойMo1 молибденова плочатоплинните щитове се определя от свойствата на материала, структурните параметри и стандартите на процеса. Основният механизъм за влияние може да бъде разделен на следните ключови детайли:

Плочите от молибден Mo1 трябва да отговарят на изискването за чистота по-голяма или равна на 99,95% в стандарта GB/T 38756-2020, със съдържание на кислород по-малко или равно на 0,015% и съдържание на азот по-малко или равно на 0,005%, за да се избегне примесите, образуващи фази с ниска-точка на топене-, които биха могли да доведат до повреда при висока температура. Полиращата обработка с грапавост на повърхността Ra по-малка или равна на 0,8 μm може да увеличи отразяващата способност на топлинното излъчване от 85% на обикновените грапави повърхности до над 92%, намалявайки радиационните загуби на топлина. При 1600 градуса, полусферичната излъчвателна способност на чистия молибден е стабилна при 0,15-0,20, осигурявайки основа за отразяване на топлината.

Основният поток в индустрията възприема композитна структура от „3-8 слоя молибденови плочи + 2-7 слоя празнини“, като дебелината на плочата е строго контролирана между 0,15-0,3 mm: Твърде тънкият слой е податлив на деформация поради топлинно напрежение, докато твърде дебелият слой увеличава пътя на топлопроводимост. Разстоянието между слоевете е 5-8 мм. Във вакуумна среда това елиминира топлинната конвекция на газа, намалявайки топлопроводимостта до 0,02-0,05 W/(m·K). В атмосфера на инертен газ (аргон/азот) разстоянието трябва да се увеличи до 8-10 мм, за да се балансира топлопроводимостта на газа и ефекта на радиационната бариера.

При номинални работни условия от 1800 градуса, 5-слойният топлинен щит от молибденова плоча може да постигне температурна разлика от над 1700 градуса между вътрешността на пещта и корпуса на пещта, като температурата на повърхността на корпуса на пещта е по-малка или равна на 80 градуса. Точността на неговия контрол на градиента на термичното поле зависи от грешката на паралелизма на междуслойния слой, която е по-малка или равна на 0,2 mm/m, избягвайки изтичане на топлинно излъчване, причинено от наклона на отразяващата повърхност. Чрез съвпадение на дизайна със скелето от молибден-рениева сплав, малката разлика в коефициентите на топлинно разширение на двата материала (Mo1: 5,8×10⁻⁶/градус, Mo-Re сплав: 6,2×10⁻⁶/градус) се използва за компенсиране на структурното напрежение при високи температури и предотвратяване на междинен слой неуспешно свързване.