新しい耐磨性セラミック材料の応用は,優れた性能により,工業機器やパイプラインにますます普及しています.普通の金属材料を入れ替えて設備の使用寿命と継続的な生産能力が大幅に改善されました.現在,国内外における耐磨性セラミックコンポーネントは,アルミナ,ジルコニア,シリコンカービッド,シリコンナイトリド.

アルミナセラミックは耐磨性,耐腐蝕性,機械性能,優れた生産能力があり,非常に安価です.工業用には適しており,この分野で最も一般的に使用されている耐磨材料の1つになりました鉱石の粉砕と加工システム,原料の磨きシステム,高速切断など,無制限で無制限の状況で,どこにでも見ることができます.

アルミナ 陶器 の 耐磨 性 の 秘密

Evans has conducted a systematic study on the factors affecting the wear rate of ceramic materials and found that the hardness and fracture toughness of ceramic materials are the key factors affecting their wear rate硬さや折りたたみの強度が高い陶器材料は磨き率が低い.各国の学者たちは,陶器材料の硬さや折りたたみの強さを向上させるための広範な研究を行っており,以下の側面から分析することができます.

1 陶器の粒の大きさ

アルミナセラミック材料には,単相セラミックと多相セラミック (すなわち,マトリックスに第二相を加える) の2種類があります.穀物サイズと陶器のトリボロジカル特性との相関に関する研究分野,研究者は主に,陶器のトリボロジカル特性に対するマトリックス相 (または第2相) の粒子の大きさの影響を調査しました.

ロイ ほか studied the friction and wear performance of submicron and micrometer scale single-phase alumina ceramics in biological environments and found that the wear rate of submicron ceramics in bovine serum albumin environment was much lower than that of micrometer scale ceramicsサブミクロンセラミックの粒子の引き出しと粒子の境界のマイクロクラックは,粗粒アルミニウムセラミックのそれよりも著しく少なくなった.Sedlacek et al. は,異なるアルミナマトリックス粒の大きさが磨き性能に与える影響を調査し,アルミナマトリックス粒の大きさは0.8から4までであった.μmと第2相SiCの差異はナノスケールです研究によると,アルミニウムマトリックス (submicron size) の耐磨性は,微米粒の小粒のナノ複合陶器よりも優れている.マトリックス粒子が微小小のスケールにある場合 耐磨性と骨折強度には 重要な関係はありませんアルミナ複合陶器の微米スケールマトリックスによる磨き率は硬度が上がると減少する.

明らかに,上記の例から,精製粒子は,材料構造の均一性を向上させるのに効果的に役立つことがわかります.材料の密度を増やし,材料の欠陥を減らすこと.

2 第二段階の材料

アルミナ多相陶器のトリボロジカル特性に関する研究分野では,様々な第二相,粒子 (またはひげ) を加えることで複合材料を形成するコンポーネントコンポーディング,またアルミニウムセラミクスのトリボロジカル (または切断) 性能を向上させる主な方法でもあります.影響するメカニズムによって,第二段階の自己潤滑メカニズム,第二段階の穀物境界強化効果を含むいくつかのタイプに分けることができます.そして第2相の摩擦化学反応メカニズム.

● 2 段階 の 自己 潤滑 メカニズムグラフィット,CaF2,PbWO4,MoS2,BNなどの固体潤滑剤を導入する材料の摩擦係数を効果的に減らし,トリボロジカル特性を改善することができます..10%のCaF2固体潤滑剤をAl2O3/TiC複合陶器マトリックスに導入し,CaF2を圧縮して摩擦表面に塗り込み,自己潤滑フィルムを形成した.セルフ潤滑フィルムは,効果的に材料と摩擦ペアとの間の粘着を防ぐことができます摩擦係数を減らし,自己潤滑作用をします.

2つ目の段階は穀物境界強化効果ですアルミニウムセラミックマトリックスに第二相 (主に粒子とひげ) を導入し散らばった粒子とマトリックス材料の間の熱膨張係数の違いを利用する材料の調製の冷却過程で残留ストレスを発生させ,粒の境界を強める効果を達成します.マトリックス材料の固有の粒の境界エネルギーを克服するだけでなく余剰圧縮圧力がもたらす余分なエネルギーで,裂け込み伝播抵抗を増加させる.

一方,二相粒子の熱膨張係数がマトリックスよりも小さいため,材料の冷却中に体積効果が発生します.2相粒子周りの微小裂け目が生じる亀裂の歪みを誘発し,亀裂の拡散により多くのエネルギーを消費します.さらに,第2相の粒子は,一般的に約球状の形で,裂け目の先を消化させ,ストレスの濃度を低下させ,裂け目の拡散を防止します.材料の摩擦性能を向上させる.

第2段階の摩擦化学反応機構The mechanism of the second phase frictional chemical reaction refers to the chemical reaction between the second phase doped in the Al2O3 matrix and the gas in the air (mainly oxygen) or with the friction pair material during friction, 潤滑膜を生成し,材料の摩擦係数を低下させ,それによって材料の摩擦性能を向上させる.

Al2O3セラミックマトリックスにTiB2粒子を導入し,Al2O3/TiB2複合セラミック切削ツールを作成する.切断速度が120m/minを超えると,つまり切断温度が800 °C以上である場合,Al2O3/TiB2複合陶磁切削工具のTiB2は酸素と反応してTiO2とB2O3を生成する.TiO2の弾力積と硬さは,マトリックス材料と比較してはるかに低いため,, ツールの切断強度が低下し,その結果材料の摩擦係数が低下し,ツールの粘着性着用が減少し,ツールの耐磨性が向上します.

3 トリボロジカルメカニズム

異なる応用シナリオでは,アルミニウムセラミックの摩擦メカニズムが実際は異なる.治療を調整するために 異なる強化方法を組み合わせる必要があります.

Al2O3/TiB2セラミック切削ツールの低速乾燥切削時の磨損メカニズムは,粘着性磨損と磨損性磨損によって特徴づけられる.高速ドライカットでは,ツールの磨きメカニズムは酸化磨きとして表される.摩擦化学反応によってツール表面に生成された反応フィルムは,固体潤滑作用をします.TiB2 含有量と切断速度の増加により,反応フィルムの抗摩擦および抗磨効果が強化されます.

Al2O3ベースの陶器工具材料のトリボロジカル特性は添加物の種類に関連しており,耐磨性は下降順序で Al2O3/SiCw,Al2O3/Ti (C,N),Al2O3/TiC.材料の摩擦性能は硬さ (H),弾力度 (E),折りたたみ強度 (KIC) に関係している.E/H が増加するにつれて磨き率はWが増加し,KIC が増加するにつれて減少します;Al2O3/TiCセラミックツールの磨きメカニズムは主に粘着性磨きであり,Al2O3/Ti (C,N) とAl2O3/SiCwセラミックツールの磨きメカニズムは主に磨き磨きである.

アルミナ耐磨陶器の適用

1 材料及び石炭輸送システムにおける応用

石炭および材料輸送システムの機器の磨きは主に衝撃力と摩擦によって引き起こされ,磨き部品は分離器バフル,ティス,石炭スライートである.このパーツは着用し 磨きさえされやすいのです発電所やセメント工場では,包帯されたマンガン製鋼板を使用すると,使用時間は通常約6ヶ月で,石炭が粘着し,粉末が詰まってしまう傾向があります.超高分子重量ポリエチレンシートを使用すると ブロックが容易ではありませんが 衝撃耐性や耐磨性は マンガン鋼板ほど良くない特に,炭粉やセメントの粒子が,内膜板と鋼板の間の関節に圧迫され落ちるとき.アルミナ耐磨陶器の使用は使用寿命を大幅に改善し,安全生産と経済的利益に大きな改善をもたらします.

2 フレッシングシステムでの適用

石炭火力発電所の石炭粉末生産システムの磨損は主に石炭粉末の衝突と衝突による磨損によるものです.高速な石炭粉末の空気流は,石炭粉末の出口,粗細粉末分離器の入口と出口,粉砕装置の主要な空気管肘に深刻な磨損を引き起こす.同じ現象は,水泥工場の粉末選別システムの空気管の曲がりで起こります.耐磨性アルミニウムセラミックの使用は実際の生産に好影響を与える.

3 灰とスラッグのシステムでの使用

水力発電所では,灰を取り除き,砂を放出するシステムを使いますが,灰ポンプ,灰溝,ノズルのような入口と出口管は重症に磨かれています.耐磨性アルミニウムセラミクを使用した後に耐磨性も良さがあり,重量的な機械的な保守作業や環境の悪さなどの問題を解決します.

4 磨き媒体として

高い硬さ,適度な密度,耐磨性,耐腐蝕性,低価格によりアルミナ磨きボールは,水泥などの産業における原材料の磨きと加工に広く使用されています鉱物,陶器,電子材料,磁気材料,コーティング,塗料. これらは高品質の磨き媒体です.建築陶器業界では,アルミナ粉砕玉の磨き効率は天然石灰石や小石石よりも20%~40%高い.高品質の天然ボールストーン資源の減少と通常の陶器ボールの高着用率により,アルミナ磨きボールはますます多くのメーカーによって使用されます.

5 石油とガスの採掘

アルミナ耐磨セラミックは,特にアルミナ含有量が97%以上 (質量) の環境に適応し,石油と天然ガスの掘削機器に使用することができる.典型的な用途は,ノズル,バルブシート,調節装置,ポンプアクセサリー,そして高圧環境,石油や泥モルターで振動できるドリルビットアクセサリー,酸や塩の存在で働くこともあります耐磨性や耐腐蝕性に関する要求が厳しくなる.