질화규소(Si3N4) 튜브의 최고 사용온도는 얼마인가요?

대기 중 최고 사용온도는 1400°C입니다. Si3N4 순도 92% 이상, 밀도 3.2g/cm³ 이상, 열팽창계수 3.2(RT-1000°C)로 산화물 세라믹스 대비 열팽창이 작아 고온에서도 안정적으로 작동합니다.

열전대 보호관으로 질화규소를 사용하는 이유는 무엇인가요?

질화규소는 알루미나 대비 열충격 강도가 약 3배 높아 급격한 온도 변화에도 균열이 발생하지 않습니다. 또한 비산화 분위기(질소·아르곤 환경)에서도 1400°C까지 사용 가능하며, 용융금속(알루미늄, 동합금)과 반응하지 않아 비철금속 용탕 측온에도 사용합니다.

질화규소(Si3N4) 튜브의 기계적 강도는 어떻게 되나요?

휨강도(Flexural strength) 700MPa 이상, 압축강도(Compressive strength) 1500MPa 이상, 경도 92HRA 이상입니다. 마찰 내마모성 계수 1100으로 내마모성도 우수합니다.

질화규소 튜브는 알루미나 튜브와 어떻게 다른가요?

질화규소는 알루미나 대비 열충격 저항이 3배 이상 높고 휨강도가 2배 이상입니다. 열전도도(16~24 W/mK)가 알루미나(약 20 W/mK)와 유사하나, 열팽창계수(3.2)가 알루미나(8.0)의 절반 이하여서 급격한 온도 변화 환경에서 훨씬 유리합니다. 다만 산화 분위기 최고 온도는 알루미나(1600°C+)가 더 높습니다.

질화규소(Si3N4) 튜브 / 열전대보호관 — Silicon Nitride 최고 사용온도 1400°C | 휨강도 700MPa 이상 | 알루미나 대비 열충격 강도 3배

질화규소(Si3N4)란?

질화규소(Silicon Nitride, Si3N4)는 규소(Si)와 질소(N)의 화합물로 이루어진 비산화물계 고성능 세라믹입니다. 산화물 세라믹(알루미나, 지르코니아)과 달리 공유결합 구조를 가져 고온에서의 강도 유지율이 탁월하며, 열팽창계수가 3.2(RT~1000°C)로 매우 낮아 급격한 온도 변화에도 균열이 발생하지 않습니다.

핵심 특성 요약:
· 대기 중 최고 사용온도 1400°C
· 알루미나 대비 열충격 저항 약 3배 우수
· 휨강도 700MPa 이상 (알루미나의 약 2배)
· 열팽창계수 3.2 (알루미나 8.0의 절반 이하)
· 비산화 분위기(N₂, Ar)에서 1600°C 이상 사용 가능
· 용융 알루미늄·동합금에 대한 우수한 내식성

열전대 보호관으로 Si3N4 튜브를 사용하는 이유

알루미나 보호관의 한계

일반적인 알루미나(Al₂O₃) 열전대 보호관은 산화 분위기에서 높은 내열성을 가지지만, 급격한 온도 변화(열충격)에 취약하여 균열이 발생하기 쉽습니다. 특히 용탕 측온, 반복적인 삽입·발취 공정, 급냉·급열이 반복되는 환경에서 수명이 짧아집니다.

Si3N4 보호관의 장점

질화규소 열전대 보호관은 알루미나 대비 열충격 저항이 약 3배 높아, 반복적인 온도 변화에도 균열 없이 장기간 사용이 가능합니다. 또한 용융 알루미늄, 동합금, 아연합금 등 비철금속 용탕에 대한 내식성이 우수하여 비철금속 주조·용해 공정의 연속 측온에 적합합니다.

Si3N4 열전대 보호관 주요 사용 환경:
· 알루미늄·동·아연 등 비철금속 용탕 측온
· 급냉·급열이 반복되는 열처리로 내부 온도 측정
· 수소·질소·아르곤 등 비산화 분위기 고온 공정
· 반도체 공정 고온 챔버 1000~1200°C 온도 측정
· 화학반응 고압 환경 1000~1600°C 온도 모니터링

주요 적용 산업 분야

▶ 비철금속 주조·용해 ▶ 반도체 박막 증착 ▶ 열처리로 ▶ 화학반응 고압 환경 ▶ 방산·항공우주 ▶ 연료전지 ▶ 가스 분석 측정 ▶ 소결로·소성로

알루미나(Al₂O₃) vs 질화규소(Si3N4) 비교

▼ 열전대 보호관 재질별 특성 비교
항목	알루미나 (Al₂O₃)	질화규소 (Si3N4)
최고 사용온도 (대기)	1600°C 이상	1400°C
열충격 저항	보통	우수 (약 3배)
휨강도	300~400 MPa	700 MPa 이상
열팽창계수	약 8.0	3.2 (절반 이하)
열전도도	약 20 W/mK	16~24 W/mK
용융 알루미늄 내식성	취약	우수
비산화 분위기 사용	가능 (1600°C)	가능 (1600°C 이상)
가격	저렴	고가
추천 용도	산화 분위기 고온 연속 사용	열충격·비철용탕·반복 삽입 환경

물성표 및 공급규격 / 재고현황

질화규소(Si3N4) 튜브 단면 및 규격 상세 — Silicon Nitride

Si3N4 튜브 / 롯드 물성표
Type	ZTGPSN (OEM)
Density	> 3.2 g/cm³
Si3N4 content	> 92%
Flexural strength	> 700 MPa
Compressive Strength	> 1500 MPa
Thermal Conductivity	16~24 W/mK
Porosity	0
Thermal Expansion (RT-1000°C)	3.2
Max Temp in Air	1400°C
Wear resistance	1100
Hardness	> 92 HRA
Resistivity	> 10¹⁰ Ω

공급규격	재고	판매가격
16(OD) x 8(ID) x 300mm	0	135,600 원
16(OD) x 8(ID) x 400mm	0	177,600 원
16(OD) x 8(ID) x 500mm	0	242,400 원
16(OD) x 8(ID) x 600mm	1	372,000 원
16(OD) x 8(ID) x 700mm	0	550,800 원
20(OD) x 8(ID) x 660mm	0	652,800 원
22(OD) x 12(ID) x 300mm	0	144,000 원
22(OD) x 12(ID) x 400mm	0	186,000 원
22(OD) x 12(ID) x 500mm	2	230,000 원
22(OD) x 12(ID) x 600mm	10	306,000 원
22(OD) x 12(ID) x 700mm	0	360,000 원
22(OD) x 12(ID) x 800mm	9	499,000 원
22(OD) x 12(ID) x 900mm	0	613,200 원
25(OD) x 13(ID) x 660mm	0	454,800 원
28(OD) x 16(ID) x 1000mm	0	867,600 원
28(OD) x 16(ID) x 1100mm	0	1,008,000 원
28(OD) x 16(ID) x 1200mm	0	1,092,000 원
28(OD) x 16(ID) x 300mm	0	186,000 원
28(OD) x 16(ID) x 400mm	0	246,000 원
28(OD) x 16(ID) x 500mm	0	306,000 원
28(OD) x 16(ID) x 600mm	8	386,000 원
28(OD) x 16(ID) x 700mm	0	520,800 원
28(OD) x 16(ID) x 800mm	0	598,800 원
28(OD) x 16(ID) x 900mm	2	796,000 원
30(OD) x 18(ID) x 660mm	0	508,800 원
35(OD) x 23(ID) x 660mm	0	568,800 원
40(OD) x 26(ID) x 660mm	0	748,800 원
50(OD) x 35(ID) x 660mm	0	996,000 원
60(OD) x 40(ID) x 660mm	2	1,510,000 원
※ 본 가격은 2023년 2월 17일자 기준. 최신 가격은 문의 바랍니다.

규격 외 사이즈 문의:
표시된 규격 외에도 외경·내경·길이 등 별도 치수로 주문 제작이 가능합니다.
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