Materiali ceramici resistenti all'usura
I materiali ceramici resistenti all'usura sono una classe di materiali inorganici non metallici ad alta durezza e resistenti all'usura realizzati con materie prime principali come l'ossido di alluminio (Al2O3), l'ossido di zirconio (ZrO2),sono ampiamente utilizzati per risolvere problemi di usura, corrosione ed erosione nelle attrezzature industriali.
Caratteristiche fondamentali di prestazione
Durezza e resistenza all'usura ultra elevate
Prendendo come esempio la ceramica di ossido di alluminio più comunemente utilizzata, la sua durezza Mohs può raggiungere 9 (secondo solo al diamante),e la sua resistenza all'usura è 10-20 volte quella dell'acciaio ad alto contenuto di manganese e decine di volte quella dell'acciaio al carbonio ordinarioLe ceramiche di ossido di zirconio hanno una robustezza ancora migliore e possono sopportare carichi di impatto più elevati.
Forte resistenza alla corrosione
Hanno una stabilità chimica estremamente elevata, resistono alla corrosione da acidi, alcali e soluzioni saline, e possono anche resistere all'erosione da solventi organici,prestazioni eccellenti in condizioni di lavoro corrosive come le industrie chimiche e metallurgiche.
Buone prestazioni ad alta temperatura
Le ceramiche di ossido di alluminio possono funzionare per lungo tempo a temperature inferiori a 1200 °C e le ceramiche di carburo di silicio possono resistere a temperature elevate superiori a 1600 °C.adattamento agli scenari di usura ad alta temperatura e di erosione da gas ad alta temperatura.
Vantaggi di bassa densità e leggerezza
La densità è di circa 1/3-1/2 di quella dell'acciaio, che può ridurre significativamente il carico dopo l'installazione sull'apparecchiatura, riducendo il consumo di energia e l'usura strutturale dell'apparecchiatura.
Isolamento e conduttività termica controllabili
Le ceramiche di ossido di alluminio sono eccellenti isolanti elettrici, mentre le ceramiche di carburo di silicio hanno un'elevata conducibilità termica.
Svantaggi
Relativamente fragili e con una resistenza agli urti relativamente debole (che può essere migliorata mediante la modifica dei compositi, come i compositi ceramico-gomma e i compositi ceramico-metallo);la stampatura e la lavorazione sono più difficili, e il costo di personalizzazione è leggermente superiore a quello dei materiali metallici.
Tipi comuni e scenari applicabili
| Tipo di materiale |
Componente principale |
Punti salienti |
Applicazioni tipiche |
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Ceramiche di alluminio
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Al2O3 (contenuto 92%-99%)
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Alto rapporto costi/prestazioni, alta durezza, eccellente resistenza all'usura
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Involucri di condotte, rivestimenti resistenti all'usura, nuclei di valvole, ugelli per sabbiatura
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Ceramiche di zirconia
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ZrO2
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Alta robustezza, resistenza agli urti e resistenza agli urti a bassa temperatura
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Macchine e apparecchi per la produzione di materie plastiche
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Ceramiche al carburo di silicio
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SiC
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Resistenza alle alte temperature, elevata conduttività termica, resistenza agli acidi e alle alcaline forti
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tubi di iniezione di carbone per alti forni, rivestimenti per reattori chimici, scambiatori di calore
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Ceramiche di nitruro di silicio
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Si3N4
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Proprietà di autolubrificazione, elevata resistenza, resistenza agli urti termici
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Cuscinetti ad alta velocità, pale di turbina, parti resistenti all'usura di precisione
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Applicazioni tipiche:Tubi per il trasporto delle ceneri di carbone e del carbone polverizzato nelle centrali elettriche, tubi di aria primari e secondari nelle caldaie e sistemi di rimozione delle ceneri e delle scorie.Trasporto di fanghi, trasporto di scorie e condotte di fango ad alta pressione negli impianti minerari e di lavorazione dei minerali.Materiale grezzo, polvere di clinker e condutture di trasporto e raccolta polveri di carbone polverizzato in impianti di cemento.
Domande frequenti
Q1: Quanto è più lunga la vita utile dei materiali ceramici resistenti all'usura rispetto ai materiali metallici tradizionali?
A1: La durata di vita dei materiali ceramici resistenti all'usura è 5-20 volte superiore a quella dei materiali metallici tradizionali (come l'acciaio ad alto contenuto di manganese e l'acciaio al carbonio).Prendendo come esempio il rivestimento in ceramica di allumina più utilizzato, può essere utilizzato in modo stabile per 8-10 anni in scenari di usura industriale generale, mentre i rivestimenti metallici tradizionali richiedono solitamente manutenzione e sostituzione ogni 1-2 anni.La durata di vita specifica varia leggermente a seconda del tipo di ceramica, temperatura di lavoro, resistenza di impatto medio e altre condizioni di lavoro effettive.
D2: Le ceramiche resistenti all'usura possono resistere a condizioni di forte impatto?
R2: Sì. Anche se la ceramica tradizionale a pezzo unico ha un certo grado di fragilità,Abbiamo migliorato significativamente la loro resistenza agli urti attraverso tecnologie di modificazione come i compositi ceramici-gomma e i compositi ceramici-metalliciLa ceramica di zirconia ha una resistenza estremamente elevata e può essere utilizzata direttamente in scenari di impatto medio-alto, come le teste di martello delle trituratrici e i rivestimenti delle rampe di carbone.per le condizioni di impatto ad ultraalta pressione, possiamo anche personalizzare strutture in ceramica composita che combinano la resistenza all'usura della ceramica con la resistenza agli urti del metallo/gomma, adattandosi perfettamente a scenari industriali ad alto impatto.
D3: Le ceramiche resistenti all'usura sono adatte a condizioni altamente corrosive?
A3: Sono molto adatti. I tipi tradizionali come la ceramica allumina e la ceramica al carburo di silicio hanno una stabilità chimica estremamente elevata e possono resistere efficacemente alla corrosione da acidi forti,Alcalini fortiLe ceramiche in carburo di silicio hanno la migliore resistenza alla corrosione, particolarmente adatte a condizioni difficili che comportano sia elevate temperature che forte corrosione.come i rivestimenti dei vasi di reazione acidi e alcali forti e delle condotte corrosive ad alta temperatura nell'industria chimicaPer gli scenari corrosivi ordinari, le ceramiche di allumina possono soddisfare i requisiti e sono più convenienti.
Q4: È possibile personalizzare prodotti in ceramica resistenti all'usura in base alle dimensioni delle attrezzature e alle condizioni di lavoro richieste?
A4: Assolutamente. Supportiamo servizi di personalizzazione a dimensioni complete, comprese dimensioni, forma, formula del materiale ceramico, struttura composita e metodo di installazione del prodotto.È necessario fornire solo i parametri di base come lo spazio di installazione dell'attrezzatura, temperatura di lavoro, tipo medio (caratteristiche di usura/corrosione) e resistenza all'urto.e possiamo anche fornire servizi di prova di campioni per garantire che il prodotto corrisponda esattamente alle condizioni di lavoro.
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