เครื่องปั้นดินเผาเซรามิก

เซรามิกส์ Tribologicalเรียกว่าเซรามิกที่ทนต่อการสึกหรอวัสดุเซรามิกที่ทนต่อแรงเสียดทานและการสึกหรอ พวกเขาถูกใช้ในงานอุตสาหกรรมและในประเทศที่หลากหลายรวมถึงการแปรรูปแร่และโลหะ บทความนี้ทำการสำรวจวัสดุเซรามิกทรีโทโลยีหลักและขอบเขตการใช้งาน

เซรามิกทนต่อการสึกหรอ

คุณสมบัติที่สำคัญ

มีกลไกพื้นฐานสองอย่างของการสึกหรอแบบไตรโบโลยี - การสึกหรอแบบปะทะและการสึกแบบถู ในการสึกหรอแบบปะทะอนุภาคจะกระทบและกัดกร่อนพื้นผิว นี่คือกลไกการสึกหรอที่สำคัญที่พบในการขนถ่ายแร่ ในทางกลับกันการสึกหรอแบบถูเกิดขึ้นเมื่อวัสดุสองชนิดภายใต้สไลด์โหลดกัน การสึกหรอนี้เกิดขึ้นในอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่นเพลาหมุน, บ่าวาล์ว, และการอัดขึ้นรูปโลหะและการวาดภาพตาย เซรามิกส์มีความเหมาะสมในการต่อต้านกลไกเหล่านี้เนื่องจากพันธะเคมีที่มีความแข็งแรงซึ่งจับยึดพวกมันเข้าด้วยกันทำให้มีแนวโน้มที่จะแข็งและแข็งแรงมาก คุณสมบัติเหล่านี้มีความสำคัญต่อการใช้งานแบบสามมิติ แต่เซรามิกส์แบบสามมิติแสดงคุณสมบัติที่สำคัญอื่น ๆ เช่นความยืดหยุ่นความเหนียวการขยายตัวทางความร้อนและการนำความร้อน ดังที่อธิบายไว้ด้านล่างเซรามิกเช่นเซอร์โคเนียที่ได้รับการเปลี่ยนแปลงได้รับการพัฒนาด้วยโครงสร้างจุลภาคที่ให้การแลกเปลี่ยนระหว่างความแข็งแกร่งและความทนทาน วัสดุดังกล่าวแม้ว่าจะอ่อนแอกว่าเซรามิกแบบดั้งเดิม แต่สามารถทนต่อการสึกหรอได้สูงเนื่องจากความเหนียวที่ปรับปรุงให้ดีขึ้น การเกิดความร้อนในระหว่างการสึกหรอสามารถนำไปสู่ปัญหาการเกิดความร้อนได้ยกเว้นกรณีที่เซรามิกที่ใช้มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ (เพื่อลดความเครียดจากความร้อน) หรือการนำความร้อนสูง (เพื่อนำความร้อนออกไป)

วัสดุ

เซรามิกส์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดคืออลูมินาแบบหยาบ (อะลูมิเนียมออกไซด์, Al ₂ O ₃) ซึ่งเป็นที่นิยมเนื่องจากมีต้นทุนการผลิตต่ำ อลูมินานั้นไวต่อการดึงออกของเมล็ดข้าวอย่างไรก็ตาม; สิ่งนี้นำไปสู่พื้นผิวที่อ่อนแอซึ่งสามารถกัดกร่อนได้เร็วยิ่งขึ้น นอกจากนี้เมล็ดที่คลายแล้วซึ่งมีขอบคมจะกลายเป็นอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสำหรับการสึกหรอของที่อื่น พื้นผิวที่สึกหรอของอะลูมินาจึงมีแนวโน้มที่จะมีลักษณะเป็นผิวด้าน (หยาบ)

คอมโพสิตเซรามิกแมทริกซ์แทนการปรับปรุงกว่าอลูมิเนียมในการที่ธัญพืชหลักขนาดใหญ่ (เช่นซิลิกอนคาร์ไบด์ [sic]) ซึ่งจะไม่หลวมได้อย่างง่ายดายจะรวมกันกับเมทริกซ์ที่สอดคล้องมากขึ้น (เช่นซิลิกา [ศรี] ซิลิคอนไนไตรด์ [ศรี₃ N ₄] หรือแก้ว) ซึ่งต่อต้านการทำไมโคร เซรามิกที่มีเคราเส้นใยหรือการเปลี่ยนเฟสเป็นตัวแทนที่ดียิ่งขึ้น ยกตัวอย่างเช่นเซอร์โคเนียเซอร์โคเนีย (TTZ) ที่ความเค้นของพื้นผิวที่พบระหว่างการสึกหรอทำให้อนุภาคที่ทรหดเปลี่ยนไปทำให้พื้นผิวถูกบีบอัด การเปลี่ยนแปลงนี้ไม่เพียง แต่จะทำให้พื้นผิวแข็งแรง แต่อนุภาคที่ดึงออกมามักจะอยู่ในช่วง submicrometre ด้วยขนาดที่เล็กมากพวกมันขัดมากกว่าจะขัดผิว พื้นผิวที่ชำรุด TTZ จึงมีแนวโน้มที่จะเงามากกว่าด้าน แม้ว่าต้นทุนของวิศวกรรมจุลภาคเหล่านี้จะสูงกว่าอะลูมินาธรรมดามาก แต่ความได้เปรียบในการแข่งขันของวัสดุนั้นได้รับการยอมรับในอายุการใช้งานที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก