Vật liệu gốm chịu mài mòn
Vật liệu gốm chịu mài mòn là một loại vật liệu vô cơ phi kim loại có độ cứng cao, khả năng chống mài mòn cao, được làm từ các nguyên liệu chính như nhôm oxit (Al₂O₃), zirconi oxit (ZrO₂), silicon carbide (SiC) và silicon nitride (Si₃N₄) thông qua đúc và thiêu kết ở nhiệt độ cao. Chúng được sử dụng rộng rãi để giải quyết các vấn đề về mài mòn, ăn mòn và xói mòn trong thiết bị công nghiệp.
Đặc tính hiệu suất cốt lõi
Độ cứng và khả năng chống mài mòn cực cao
Lấy gốm nhôm oxit được sử dụng phổ biến nhất làm ví dụ, độ cứng Mohs của nó có thể đạt tới 9 (chỉ sau kim cương), và khả năng chống mài mòn của nó cao hơn thép mangan cao từ 10-20 lần và cao hơn thép carbon thông thường hàng chục lần. Gốm zirconi oxit thậm chí còn có độ dẻo dai tốt hơn và có thể chịu được tải trọng va đập cao hơn.
Khả năng chống ăn mòn mạnh mẽ
Chúng có độ ổn định hóa học cực cao, chống lại sự ăn mòn của axit, kiềm và dung dịch muối, đồng thời cũng có thể chống lại sự xói mòn của dung môi hữu cơ, hoạt động tuyệt vời trong các điều kiện làm việc ăn mòn như trong ngành hóa chất và luyện kim.
Hiệu suất nhiệt độ cao tốt
Gốm nhôm oxit có thể hoạt động trong thời gian dài dưới 1200°C, và gốm silicon carbide có thể chịu được nhiệt độ cao trên 1600°C, thích ứng với các tình huống mài mòn ở nhiệt độ cao và xói mòn do khí ở nhiệt độ cao.
Ưu điểm nhẹ, mật độ thấp
Mật độ bằng khoảng 1/3-1/2 so với thép, có thể giảm đáng kể tải trọng sau khi lắp đặt trên thiết bị, giảm tiêu thụ năng lượng và mài mòn cấu trúc thiết bị.
Cách điện và độ dẫn nhiệt có thể kiểm soát
Gốm nhôm oxit là chất cách điện tuyệt vời, trong khi gốm silicon carbide có độ dẫn nhiệt cao. Có thể chọn các công thức vật liệu khác nhau tùy theo nhu cầu.
Nhược điểm
Tương đối giòn và có khả năng chống va đập tương đối yếu (điều này có thể được cải thiện thông qua sửa đổi composite, chẳng hạn như composite gốm-cao su và composite gốm-kim loại); việc đúc và gia công khó khăn hơn, và chi phí tùy chỉnh cao hơn một chút so với vật liệu kim loại.
Các loại phổ biến và các tình huống áp dụng
| Loại vật liệu |
Thành phần chính |
Điểm nổi bật về hiệu suất |
Ứng dụng điển hình |
|
Gốm Alumina
|
Al₂O₃ (hàm lượng 92%-99%)
|
Tỷ lệ hiệu suất chi phí cao, độ cứng cao, khả năng chống mài mòn tuyệt vời
|
Lớp lót đường ống, lớp lót chống mài mòn, lõi van, vòi phun phun cát
|
|
Gốm Zirconia
|
ZrO₂
|
Độ dẻo dai cao, khả năng chống va đập và khả năng chống va đập ở nhiệt độ thấp
|
Búa nghiền, vòng bi chống mài mòn và các bộ phận chống mài mòn quân sự
|
|
Gốm Silicon Carbide
|
SiC
|
Khả năng chịu nhiệt độ cao, độ dẫn nhiệt cao, khả năng chống lại axit và kiềm mạnh
|
Đường ống phun than lò cao, lớp lót lò phản ứng hóa học, bộ trao đổi nhiệt
|
|
Gốm Silicon Nitride
|
Si₃N₄
|
Tính tự bôi trơn, độ bền cao, khả năng chống sốc nhiệt
|
Vòng bi tốc độ cao, cánh tuabin, các bộ phận chống mài mòn chính xác
|
Ứng dụng điển hình:Đường ống vận chuyển tro than và than nghiền trong các nhà máy điện, đường ống khí sơ cấp và thứ cấp trong nồi hơi, và hệ thống loại bỏ tro và xỉ.Vận chuyển bùn, vận chuyển đuôi quặng và đường ống bùn áp suất cao trong các nhà máy khai thác và chế biến khoáng sản.Nguyên liệu thô, bột clinker và đường ống hệ thống thu gom bụi và vận chuyển than nghiền trong các nhà máy xi măng.
Câu hỏi thường gặp
Q1: Tuổi thọ của vật liệu gốm chịu mài mòn dài hơn bao nhiêu so với vật liệu kim loại truyền thống?
A1: Tuổi thọ của vật liệu gốm chịu mài mòn dài hơn 5-20 lần so với vật liệu kim loại truyền thống (chẳng hạn như thép mangan cao và thép carbon). Lấy lớp lót gốm alumina được sử dụng rộng rãi nhất làm ví dụ, nó có thể được sử dụng ổn định trong 8-10 năm trong các tình huống mài mòn công nghiệp nói chung, trong khi lớp lót kim loại truyền thống thường yêu cầu bảo trì và thay thế sau mỗi 1-2 năm. Tuổi thọ cụ thể sẽ thay đổi một chút tùy thuộc vào loại gốm, nhiệt độ làm việc, cường độ va đập trung bình và các điều kiện làm việc thực tế khác. Chúng tôi có thể cung cấp đánh giá tuổi thọ chính xác dựa trên các thông số tình huống cụ thể của bạn.
Q2: Gốm chịu mài mòn có thể chịu được các điều kiện va đập cao không? Ví dụ, trong máy nghiền và máng than.
A2: Có. Mặc dù gốm đơn mảnh truyền thống có một mức độ giòn nhất định, chúng tôi đã cải thiện đáng kể khả năng chống va đập của chúng thông qua các công nghệ sửa đổi như composite gốm-cao su và composite gốm-kim loại. Bản thân gốm Zirconia có độ dẻo dai cực cao và có thể được sử dụng trực tiếp trong các tình huống va đập từ trung bình đến cao như đầu búa nghiền và lớp lót máng than; đối với các điều kiện va đập áp suất cực cao, chúng tôi cũng có thể tùy chỉnh các cấu trúc composite gốm kết hợp khả năng chống mài mòn của gốm với khả năng chống va đập của kim loại/cao su, thích ứng hoàn hảo với các tình huống công nghiệp có tác động cao.
Q3: Gốm chịu mài mòn có phù hợp với các điều kiện ăn mòn cao không? Ví dụ, đường ống axit mạnh và kiềm mạnh.
A3: Chúng rất phù hợp. Các loại chính như gốm alumina và gốm silicon carbide có độ ổn định hóa học cực cao và có thể chống ăn mòn hiệu quả từ axit mạnh, kiềm mạnh, dung dịch muối và dung môi hữu cơ. Gốm silicon carbide có khả năng chống ăn mòn tốt nhất, đặc biệt thích hợp cho các điều kiện khắc nghiệt liên quan đến cả nhiệt độ cao và ăn mòn mạnh, chẳng hạn như lớp lót của các bình phản ứng axit mạnh và kiềm mạnh và đường ống ăn mòn nhiệt độ cao trong ngành hóa chất; đối với các tình huống ăn mòn thông thường, gốm alumina có thể đáp ứng các yêu cầu và có hiệu quả về chi phí hơn.
Q4: Bạn có thể tùy chỉnh các sản phẩm gốm chịu mài mòn dựa trên kích thước thiết bị và yêu cầu về điều kiện làm việc không?
A4: Chắc chắn rồi. Chúng tôi hỗ trợ các dịch vụ tùy chỉnh đa chiều, bao gồm kích thước sản phẩm, hình dạng, công thức vật liệu gốm, cấu trúc composite và phương pháp lắp đặt. Bạn chỉ cần cung cấp các thông số cốt lõi như không gian lắp đặt thiết bị, nhiệt độ làm việc, loại môi trường (đặc tính mài mòn/ăn mòn) và cường độ va đập. Nhóm kỹ thuật của chúng tôi sẽ thiết kế một giải pháp nhắm mục tiêu và chúng tôi cũng có thể cung cấp các dịch vụ thử nghiệm mẫu để đảm bảo rằng sản phẩm phù hợp chính xác với điều kiện làm việc.
