Ricordo questo progetto aerospaziale in cui gli ingegneri si strappavano i capelli perché i tubi ceramici convenzionali continuavano a rompersi durante i test di cicli termici. Gli sbalzi di temperatura da -65°C a 1200°C in pochi minuti stavano distruggendo tutto ciò che provavano. Quando abbiamo introdotto il tubo in mica resistente alle alte temperature di NBRAM, l'ingegnere capo mi ha chiamato due mesi dopo per dirmi che avevano completato 5.000 cicli senza un solo guasto. Questa è la bellezza della mica: si espande e si contrae quasi alla stessa velocità della maggior parte dei metalli, eliminando le crepe da stress che affliggono altri materiali isolanti. Se hai a che fare con ambienti termici estremi che stanno uccidendo i tuoi sistemi di isolamento, è il momento di procurartene uno che sopravviva effettivamente alle condizioni del mondo reale.
Sapete, dopo aver lavorato con i sistemi di gestione termica per oltre due decenni, ho imparato che la maggior parte degli isolamenti ad alta temperatura sono un compromesso. O sopporta il calore ma non sopporta lo stress meccanico, oppure è resistente ma non riesce a isolare adeguatamente. Il tubo in mica resistente alle alte temperature di NBRAM è diverso: è uno di quei rari prodotti che offre effettivamente risultati su tutti i fronti. La struttura cristallina naturale della mica fornisce un'eccezionale stabilità termica pur mantenendo un perfetto isolamento elettrico. Ho utilizzato questi tubi in qualsiasi cosa, dai forni da laboratorio alle apparecchiature di lavorazione industriale, e hanno costantemente prestazioni superiori alle alternative più costose. È il tipo di componente che fa dormire meglio gli ingegneri la notte, sapendo che i loro sistemi sopravvivranno a qualunque sfida termica si trovino ad affrontare.
L'anno scorso abbiamo avuto questo affascinante progetto con un produttore di forni industriali: i tubi di supporto degli elementi riscaldanti si sono guastati entro sei mesi a causa di shock termico e corrosione chimica. I tubi in ceramica di allumina esistenti svilupperebbero microfessure che alla fine porterebbero a guasti catastrofici. Installare il tubo in mica resistente alle alte temperature di NBRAM è stato come passare da una bicicletta a un'auto di Formula 1. I registri di manutenzione hanno mostrato zero sostituzioni dopo diciotto mesi di funzionamento continuo a 950°C. Questi tubi sono diventati essenziali per applicazioni come sistemi di riscaldamento industriale, protezione di termocoppie, costruzione di forni e qualsiasi situazione in cui sia necessario un isolamento elettrico affidabile in condizioni termiche estreme. La struttura in mica naturale fornisce stabilità termica e isolamento elettrico in un unico pacchetto durevole.
Ecco cosa rende questi tubi in grado di resistere agli ambienti più impegnativi: intervallo di temperatura operativa da -269°C a 1100°C continuo, con resistenza allo shock termico che consente un rapido passaggio tra la temperatura dell'azoto liquido e le condizioni roventi. La rigidità dielettrica mantiene 15-25 kV/mm a seconda dello spessore della parete, con una resistenza di isolamento costantemente superiore a 10^13 Ω. Il tubo in mica resistente alle alte temperature raggiunge una conduttività termica di 0,4-0,6 W/m•K, perfetto per l'isolamento consentendo allo stesso tempo un trasferimento di calore sufficiente per prevenire punti caldi locali. Disponibili in diametri da 2 mm a 200 mm con spessori di parete da 0,3 mm a 8 mm. Varie composizioni di mica tra cui muscovite per applicazioni a temperature più basse e flogopite per stabilità alle alte temperature fino a 1000°C. La resistenza chimica alla maggior parte degli acidi, degli alcali e dei solventi garantisce affidabilità a lungo termine in ambienti difficili.
Durante la mia visita allo stabilimento di produzione di tubi NBRAM, ciò che mi ha veramente colpito è stato il loro processo di avvolgimento di precisione. Non si limitano a arrotolare i fogli di mica in tubi: utilizzano il controllo computerizzato della tensione per stratificare la mica con esattamente la giusta sovrapposizione e compressione. Li ho visti produrre tubi per applicazioni nucleari che richiedono zero vuoti o delaminazione in caso di esposizione alle radiazioni. Il loro controllo di qualità include test ad ultrasuoni di ogni singolo tubo per rilevare eventuali difetti interni che potrebbero compromettere le prestazioni. Il processo di incollaggio utilizza leganti inorganici resistenti alle alte temperature anziché resine organiche che si decomporrebbero in caso di calore estremo. Ecco perché questi tubi mantengono le loro proprietà meccaniche ed elettriche laddove i materiali convenzionali fallirebbero nel giro di poche ore.
