Điện trở hao mòn của môi trường mài gốm chủ yếu phụ thuộc vào độ cứng, độ nhớt, mật độ và khả năng mở rộng các vết nứt của vật liệu. Chọn hoặc tổng hợp một vật liệu cụ thể có thể làm tăng đáng kể khả năng chống mài mòn của nó. Dưới đây là một vài loại vật liệu và cơ chế hoạt động thường được sử dụng để tăng khả năng chịu hao mòn của các quả bóng gốm:
## 1, Vật liệu gốm cơ bản cao
Độ cứng vốn có của gốm chính là yếu tố chính xác định điện trở hao mòn, độ cứng càng cao, nó càng có thể chịu được việc cắt hạt trong quá trình mài, hao mòn.
1. * * Oxit nhôm có độ tinh khiết cao (oxit được thay đổi
Oxit nhôm là đế bóng gốm được sử dụng phổ biến nhất, có độ cứng tăng đáng kể khi tăng độ tinh khiết (độ cứng khoảng 1500 HV ở độ tinh khiết 90% và hơn 1800 HV ở mức 99%).
- Hàm lượng rất thấp của pha thủy tinh (tạp chất) trong alumina có độ tinh khiết cao và cấu trúc tinh thể dày đặc làm giảm sự lắng đọng do làm mềm pha thủy tinh hoặc phá vỡ ranh giới tinh thể trong quá trình hao mòn, do đó làm tăng khả năng chống mài mòn.
- Kịch bản áp dụng: Điều kiện làm việc với tác động thấp, cường độ mài cao (ví dụ: ứng dụng sơn, mài mực).
2. ** Zirconium oxit (Zroneneek) **
Oxit geramic zirconium (đặc biệt, một phần ổn định zirconium oxit psz, zirconium yttri oxit YSZ) có độ cứng ít hơn một chút so với độ tinh khiết cao oxit (khoảng 1200 - 1600 oxit nhôm).
Những lợi thế của khả năng chống mài mòn của nó được biểu hiện trong khả năng chống va chạm: khi bị đánh trong quá trình mài, oxit zirconium có thể ngăn chặn sự mở rộng của vết nứt bằng cách "kéo dài pha" (sự mở rộng thể tích của bốn pha → pha đơn monoclinic hấp thụ năng lượng), giảm sự nghiền nát hoặc giảm bớt sự sống của dịch vụ.
- Kịch bản áp dụng: vật liệu mài có tác động cao, hàm lượng cứng cao (ví dụ: quặng, dán gốm).
3. ** cacbua silicon (sic) **
- Carbide silicon là một vật liệu gốm siêu âm có độ cứng lên tới 9,5 (sau kim cương), độ che khuất lên đến 2800 - 3200 HV và độ ổn định hóa học cao (khả năng chống ăn mòn axit đối với ăn mòn kiềm).
- Kháng hao mòn của nó tốt hơn nhiều so với oxit nhôm và oxit zirconium, đặc biệt là trong cuộc chiến chống lại vật liệu mài mòn cao (như cát thạch anh, hạt corundum), chống lại hiệu quả việc cắt và hao mòn các hạt.
- Nhược điểm: độ giòn cao (độ nhớt của nước mắt về 3 - 5 MPa · m2 / ²), khả năng chống va đập kém, cần phải tránh các điều kiện tác động mạnh.
### II, Vật liệu gốm siêu âm (pha gia cố)
Bằng cách thêm các hạt siêu hình vào gốm cơ sở như một pha được gia cố, điện trở hao mòn có thể được tăng cường hơn nữa bằng phương pháp "gia cố phân tán" hoặc cơ chế "cốt thép dạng hạt".
1. ** Các hạt cacbua silicon (sic) **
- Thêm 10% - 30% các hạt sic (đường kính hạt 5 - 20 μM) vào gốc của oxit nhôm hoặc oxit zirconium để tạo thành gốm đa pha. Các hạt sic, như các điểm rắn, trực tiếp chống lại việc cắt các hạt đất, đồng thời ngăn chặn sự giãn nở của các vết nứt trong ma trận (các vết nứt lệch khi chúng va chạm với các hạt rắn và tiêu thụ năng lượng).
- Ví dụ, Alnenenebd oneneneen - sic - gốm polyphase đã tăng khả năng chịu hao mòn bằng 30 - 50% so với alumina tinh khiết.
2. * * Silicon nitride (sinenenebj n) * *
- Độ cứng cao của nitride silicon (khoảng 1800 - 2100 HV) và độ nhớt tuyệt vời (cường độ nước mắt 7 - 10 mPa · m1 / ²), độ ổn định hóa học và nhiệt tuyệt vời (có thể được sử dụng ở nhiệt độ trên 1200 độ C).
- Khi thêm oxit nhôm làm pha gia cố, độ cứng tổng thể tăng, cũng như hao mòn ở nhiệt độ cao giảm bằng cách tăng cường ranh giới tinh thể (ví dụ, với độ mài nhiệt độ cao của huyền phù, những lợi thế là rõ ràng).
3. ** Micropowder kim cương hoặc khối nitride (CBN)
Kim cương (độ cứng 10.000 HV) và CBN (độ cứng 8.000 HV) là các vật liệu có độ cứng cao nhất được biết đến trong các ma trận gốm (ví dụ: oxit zirconium, oxit nhôm) bằng các hạt của lớp nan kế hoặc lớp micron có thể tạo thành một loại ceramic ceramic "siêu mảng".
- Các hạt siêu hình này có thể trực tiếp chịu được ứng suất hao mòn chính trong quá trình mài, giúp giảm đáng kể tốc độ hao mòn của các quả bóng gốm và đặc biệt phù hợp để mài vật liệu độ cứng cao (như bột cacbua silicon, bột micro kim cương).
## 3, gốm tích hợp (độ cứng và độ nhớt cân bằng)
Một vật liệu gốm đơn thường có mâu thuẫn "độ cứng cao và độ nhớt thấp" (ví dụ, cacbua silicon cứng nhưng giòn, oxit zirconium là nhớt nhưng không đủ cứng), trong khi gốm sứ đa pha có thể cân bằng cả hai, gián tiếp cải thiện khả năng chống mài mòn.
** Kết hợp điển hình **:
- Gốm đa pha Zirconium nhôm-oxit (Alnenenebk Oå- Zroneneneek): Việc sử dụng oxit nhôm cứng cao để chống cắt, kéo dài pha của oxit zirconium
- Silicon cacbua - Gốm sứ tổng hợp của silicon nitride (sic - sinenenebj n): cacbua silicon cung cấp độ cứng cao và nitride silicon làm tăng độ nhớt và phù hợp với điều kiện khắc nghiệt với độ mòn cao và tác động thấp và trung bình.
### 4, Vật liệu lớp phủ bề mặt
Bằng cách phủ bề mặt của các quả bóng gốm bằng lớp phủ siêu cứng, có thể trực tiếp tăng cường khả năng chống mài mòn bề mặt ("cơ chế tăng cường bề mặt"), mà không ảnh hưởng đến độ nhớt của ma trận.
1. * * Lớp phủ kim cương (DLC) * *
- Độ cứng lớp phủ DLC lên đến 2000 - 4000 HV, hệ số ma sát thấp (0.05 - 0.2) và ổn định hóa học tốt. Lớp phủ bề mặt của các quả bóng gốm oxit nhôm hoặc zirconium oxit có thể làm giảm độ mòn và cắt trong quá trình mài, và khả năng chống mài mòn bề mặt tăng hơn 50%.
2. * * Lớp phủ kim cương * *
-Sử dụng sự lắng đọng pha khí hóa học (CVD) để phát triển màng kim cương nanomet hoặc micromet trên bề mặt của các quả bóng gốm, sử dụng độ cứng kim cương cực cao (10.000 HV) để bảo vệ chống mòn của bất kỳ hạt nào phù hợp với các kịch bản mài cực kỳ chính xác (EG STr bán dẫn).
- Lưu ý: Lực bám dính của lớp phủ với khuôn phải đủ mạnh để tránh lớp phủ rơi ra trong quá trình mài.
# # Tóm tắt: Logic cơ bản của lựa chọn vật liệu
Các vật liệu làm tăng khả năng chịu hao mòn của các quả bóng gốm phải đáp ứng * * "Độ cứng cao + độ nhớt vừa phải + cấu trúc dày đặc" * *:
- Vật liệu rắn tinh khiết (ví dụ: cacbua silicon, oxit nhôm có độ tinh khiết cao) phù hợp cho các kịch bản mòn có tác động thấp và cắt cao;
- Vật liệu cường độ cao (ví dụ Zirconium Oxide) phù hợp cho các kịch bản tác động cao;
- Gốm polyphase hoặc vật liệu tráng có thể cân bằng các yêu cầu đa chế độ và là lựa chọn ưa thích để tăng cường toàn diện khả năng chống mài mòn.
Trong ứng dụng thực tế, cần phải kết hợp độ cứng của vật liệu mài mòn, thiết bị mài mòn (loại nhà máy cát), cường độ tác động và các thông số khác, chọn hệ thống vật liệu thích hợp.
Chú phổ biến: Vật liệu hạt gốm cơ bản cứng cao, các nhà sản xuất vật liệu hạt gốm cơ bản cao của Trung Quốc
