I forni tubolari utilizzano in genere tubi di lavoro realizzati con materiali ceramici come la mullite o l'allumina ricristallizzata (RCA), vetro quarzo o metalli come l'acciaio inossidabile o l'Inconel. La scelta del materiale dipende dai requisiti specifici dell'applicazione, tra cui la temperatura massima di esercizio e la resistenza chimica necessaria.
Materiali ceramici:
- Mullite e Allumina ricristallizzata (RCA): Queste ceramiche sono scelte per la loro resistenza alle alte temperature e per la stabilità chimica. Sono adatti per applicazioni che comportano temperature elevate e in cui la resistenza alle reazioni chimiche è fondamentale. L'RCA, in particolare, è noto per l'eccellente resistenza agli shock termici e l'elevata purezza, che lo rendono ideale per processi sensibili come la produzione di semiconduttori.
Vetro di quarzo:
- I tubi di quarzo sono economici e trasparenti, il che può essere vantaggioso per il monitoraggio visivo dei processi. Sono adatti all'uso fino a 1200°C. Tuttavia, non possono sopportare un numero di cicli di raffreddamento-calore pari a quello di altri materiali, il che rappresenta un problema per le applicazioni che richiedono frequenti variazioni di temperatura.
Metalli:
- Acciaio inox e Inconel: Questi metalli offrono una buona conducibilità termica e resistenza meccanica, rendendoli adatti a varie applicazioni ad alta temperatura. L'Inconel, in particolare, è noto per la sua eccellente resistenza all'ossidazione e alla corrosione ad alte temperature, che è vantaggiosa in ambienti in cui questi fattori sono critici.
Ogni materiale presenta vantaggi e limiti specifici e la scelta dipende dai requisiti specifici del processo, come l'intervallo di temperatura, l'ambiente chimico e le sollecitazioni meccaniche. Ad esempio, nella preparazione di superconduttori come l'ossido di ittrio-bario-rame (YBa2Cu3O7), si utilizzano materiali come il platino o l'allumina per la loro stabilità alle alte temperature e la resistenza alle reazioni chimiche coinvolte. Analogamente, nei processi di trasporto di vapori chimici, la scelta del materiale del tubo è fondamentale per resistere alle condizioni specifiche e prevenire la contaminazione dei materiali trattati.
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