如何能让耐磨陶瓷片发挥最好性能
耐磨陶瓷片在工业应用中越来越受到各工矿企业的信赖,主要是由于其独特的耐磨性和稳定性在设备使用中,经过多年的实践应用取得优异的效果是分不开的,有的工矿企业出现自己已经使用了等级和品质已经非常优异的陶瓷片,然而还会出现陶瓷片脱落或者使用寿命严重降低等各种问题,下面就有我来给大家分析一下出现上述情况的一些原因。
耐磨陶瓷片具有强度高,性能好,抗冲击效果好,稳定性好等显著优点,耐磨陶瓷片是由氧化铝粉经过压力机压制后高温1700℃凝结而成,其硬度仅次于金钢石,并经过权威机构检测,冲蚀磨损情况下,耐磨陶瓷的耐磨性是普通钢铁的几十倍,即使温度达到摄氏1600度,也不会变形,耐磨性能几乎没有损失,用耐磨陶瓷代替其他笨重的耐磨材料可大大减轻设备负荷。
因耐磨陶瓷片在使用过程中较强的耐磨损,所以承受风量及耐冲击量也是较大的,故此对陶瓷片及陶瓷胶的选材有着严格的要求,首先陶瓷片要采用92-98氧化铝含量,如果选择氧化铝含量较低的品种,将不能达到其性能指标。耐磨陶瓷胶也应该选择含量比较高的陶瓷胶,这样才能使陶瓷片与金属钢板之间粘贴牢固。
性能特点
1. 硬度大
经中科院上海硅酸盐研究所测定,其洛氏硬度为HRA80-90,硬度仅次于金刚石,远远超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能。
2. 耐磨性能极好
经中南工大粉末冶金研究所测定,其耐磨性相当于锰钢的266倍,高铬铸铁的171.5倍。根据我们十几年来的客户跟踪调查,在同等工况下,可至少延长设备使用寿命十倍以上。
3. 重量轻
其密度为3.5g/cm3,仅为钢铁的一半,可大大减轻设备负荷。
4. 适用范围广
举凡火电、钢铁、冶炼、机械、煤炭、矿山、化工、水泥、港口码头等企业的输煤、输料系统、制粉系统、排灰、除尘系统等一切磨损大的机械设备上,均可根据不同的需求选择不同类型的产品。
修补瓷器方法,主要步骤
1、先将所有的碎片与器物的关系用纸头描好,再剪下拼接成图,看各碎片之间的关系做好记号。
2、再找出碎片接口哪有斜面,必须属于先粘接的第一块。
3、有些部位异物沉积而产生黑斑线,需特别清洗。可用双氧水或者“84消毒液”先将主器物上的裂纹缺口清净。尽可能地将缝里的色差减弱,这样粘接后的吻合面就没有痕迹。
4、再对碎片处用棉花条吸双氧水或者“84消毒液”敷在黑斑线上,将黑色物质“钓”出来,一般半小时即可。如遇黑色深沉,多换上几次棉花条,反复进行清洗,直至黑色彻底洗尽为止。注意每块残片及残片的几个接合面,都要用双氧水清洗擦净。
5、粘接前,要等待残片的几个接合面都干燥了,再用适合于陶瓷器的环氧树脂或者502胶粘接。瓷片间的结合处尽量少涂胶,以防空隙过大,合拢时走形错位。
6、如果遇上有缺口需补缺的。可用瓷粉、石膏粉或者家用祛污粉等矿物长石材料研磨出的石粉,加白色环氧树脂拌合成软泥片。再按缺口的图形压制缺片供补缺用。或者用牛角刮刀随型补缺。固化后的多余坚硬部分,用软轴雕刻机轻松自如地就能将其修补平整。
7、补缺后用木砂纸打磨平整,缝隙处用瓷器腻子填平,最后用细质水磨砂纸磨平作色。过去使用的粘接剂多为天然植物胶,修复后的瓷器接缝有易变色缺憾,一眼就能辨出做过“手脚”。现在粘接时,多使用无色透明的环氧树脂和高分子合成材料,不容易变色,手感,观感均跟原来的器物没什么两样。而且后补的材料敲击时,也有瓷化很好的金属声。
8、对修补过的地方上釉,是件不容易的事情。首先得配制好瓷釉,一般是将硝基漆与三倍乙酸乙酯调匀,如果原物件釉子泛青或者泛土黄,就需要加点丙烯漆颜料,在小玻璃杯中调匀。
9、色要准,上釉动作要干净。一般用精制不掉毛的毛笔剪掉笔尖,舔成平锋。运笔要快要匀称,一笔到位,尽可能不重笔。要补青花的,先上一层薄釉,在釉上画青花。接着再上—遍釉子。上釉需根据原瓷釉面的厚薄,反复进行,直到与原器一样。
10,对瓷化程度高、收藏价值好的青花白釉瓷,最好用补牙的光敏固化复合树脂和牙粉,其色泽稳定,粘结性强、瓷化效果好。用这种树脂材料,不能采用马弗炉加温复烧固化,因为胎和釉容易受热炸裂。所以只能采取牙医用局部冷光固化的方法。
压电陶瓷的介电性是反映陶瓷材料对外电场的响应程度,通常用介电常数ε0来表示。在外电场不太大时, 电介质对电场的响应可用线性关系: 表示,P为极化强度, ε0为真空介电常数,为电极化率,E为外加电场。不同用途的压电陶瓷元器件对压电陶瓷的介电常数要求不同。例如, 压电陶瓷扬声器等音频元件要求陶瓷的介电常数要大, 而高频压电陶瓷元器件则要求材料的介电常数要小。
压电陶瓷的弹性系数是反映陶瓷的形变与作用力之间关系的参数。压电陶瓷材料同其它弹性体一样,遵循胡克定律: Xmn=cmnpqxmnpq, 式中cmnpq叫做弹性体的弹性硬度常数, X 为应力,x为应变。对于压电体,由于存在压电性,弹性系数的数值与电学边界条件有关。 压电陶瓷最大的特性是具有压电性, 包括正压电性和逆压电性。正压电性是指某些电介质在机械外力作用下,介质内部正负电荷中心发生相对位移而引起极化, 从而导致电介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷。在外力不太大的情况下, 其电荷密度与外力成正比, 遵循公式:
其中,δ为面电荷密度, d为压电应变常数,T为伸缩应力。反之,当给具有压电性的电介质加上外电场时,电介质内部正负电荷中心发生相对位移而被极化, 由此位移导致电介质发生形变,这种效应称之为逆压电性。当电场不是很强时形变与外电场呈线性关系, 遵循公式:
dt为逆压电应变常数, 即d的转置矩阵, E为外加电场, x为应变。压电效应的强弱反映了晶体的弹性性能与介电性能之间的耦合程度,用机电耦合系数K表示, 遵循公式:
其中u12为压电能, u1为弹性能, u2为介电能。 经过极化了的压电陶瓷片的两端会出现束缚电荷, 所以在电极表面上吸附了一层来自外界的自由电荷。当给陶瓷片施加一外界压力F时,片的两端会出现放电现象。相反加以拉力会出现充电现象。这种机械效应转变成电效应的现象属于正压电效应。
另外, 压电陶瓷具有自发极化的性质, 而自发极化可以在外电场的作用下发生转变。因此当给具有压电性的电介质加上外电场时会发生如图所示的变化, 压电陶瓷会有变形。然而, 压电陶瓷之所以会有变形, 是因为当加上与自发极化相同的外电场时, 相当于增强了极化强度。极化强度的增大使压电陶瓷片沿极化方向伸长。相反, 如果加反向电场,则陶瓷片沿极化方向缩短。这种由于电效应转变成机械效应的现象是逆压电效应。 压电陶瓷具有敏感的特性,可以将极其微弱的机械振动转换成电信号,可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动,用它来制作压电地震仪,能精确地测出地震强度,指示出地震的方位和距离。这不能不说是压电陶瓷的一大奇功。
压电陶瓷在电场作用下产生的形变量很小,最多不超过本身尺寸的千万分之一,别小看这微小的变化,基于这个原理制做的精确控制机构--压电驱动器,对于精密仪器和机械的控制、微电子技术、生物工程等领域都是一大福音。
谐振器、滤波器等频率控制装置,是决定通信设备性能的关键器件,压电陶瓷在这方面具有明显的优越性。它频率稳定性好,精度高及适用频率范围宽,而且体积小、不吸潮、寿命长,特别是在多路通信设备中能提高抗干扰性,使以往的电磁设备无法望其项背而面临着被替代的命运。
干压成形时,由于压力分布不均匀而造成素坯内部密度分布不一致,从而影响制品的各种性能。为了提高素坯的密度,在实际生产中,常采用不断增大压力的方法。压力增大,无疑会提高素坯的密度,但并不是压力越大越好,当超过极限压力时,压力反而会使素坯密度下降,其原因是由于层裂引起的。本文针对这一问题,探讨了新的—干压结合冷等静压的成形方法,研究了其压制方法——
对陶瓷力学性能的影响。
2.2粉料检测2.2.1粒度
粉料粒度检测采用美国Honeywell公司的Micro-
tracX-100激光粒度仪。被测SiC粉料的粒径为D50=0.693um,绝大部分粉料粒径<2um。由此得出该粉料属
亚微米级范畴,且颗粒级配适当。
2.2.2松装密度及流动性
取一定量的粉料,采用北京钢铁研究总院生产的流动性及松装密度检测仪,
测得粉体松装密度为
0.91g/cm3,流动性为16.35s/30g。2.2.3显微分析
由图1SiC原始粉末的SEM照片看出粉料颗粒细小,级配较好,但还有少量团聚现象存在。经喷雾造粒后的粉料综合性能得到了明显改善,其SEM照片如图2所示。
2实验
图1
2.1粉料选择
SiC原始粉末的SEM图
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FOSHANCERAMICS
Vol.17No.11(SerialNo.132)
室温800℃(脱胶)!2150℃(保温
30min,烧成)
图3
烧结工艺流程图
3试验结果讨论
根据所测坯体的素坯密度、烧后密度与其抗弯强度
测量数值,分析比较各种组合下的综合性能,找出最优
图2
喷雾造粒后SiC粉末的SEM图
组合。
2.3试验方法
干压成形操作方法方便简洁,技术、资金投入少,但因其有压制制品形状简单、压制受力不均、易变形等多种缺点,所以一般与其他成形方法结合使用〔2〕。冷等静压成形的坯体强度大、密度高而均匀,可以成形长径比大、形状复杂的零件,尤其可以实现坯体近、净尺寸成形,在改善产品性能,减少原料消耗,降低成本等方面,都具有显著的优点〔3〕。结合上述两种成形方法的优点,本实验采用干压结合冷等静压的成形方法。取一定量的粉料,将其装入金属模具中预压制成50mm×50mm×10mm的方块,分别记为1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#,其中
第一种方法:将万用表的量程开关拨到直流电压2.5V挡,左手拇指与食指轻轻捏住压电陶瓷片的两面,右手持万用表的表笔,红表笔接金属片,黑表笔横放陶瓷表面上,然后左手稍用力压一下,随后又松一下,这样在压电陶瓷片上产生两个极性相反的电压信号,使万用表的指针先向右摆,接着回零,随后向左摆一下,摆幅约为0.1一0.15V,摆幅越大,说明灵敏度越高。若万用表指针静止不动,说明内部漏电或破损。
切记不可用湿手捏压电片,测试时万用表不可用交流电压挡,否则观察不到指针摆动,且测试之前最好用R×l0k挡,测其绝缘电阻应为无穷大。
第二种方法:用R×10k挡测两极电阻,正常时应为∞,然后轻轻敲击陶瓷片,指针应略微摆动。追问:
若果是大批量的话,先用万用表检测出几片压电陶瓷的电压极性,然后从外观上来分辨出正负极性的外观差异。因为在生产压电陶瓷时,由于生产工艺和生产过程一定会有差异,必定会导致外观上的差异。那么,根据已知的外观上的差异就可以大批量的分辨出压电陶瓷的电源极性了。
1、想办法测下陶瓷片的等效电容,然后串个合适的电感,调整到压电陶瓷片的谐振频率。
2、当把长度振动的陶瓷片的长度磨短了,就会发现这压电陶瓷的谐振频率提高了。这样,就可以通过磨短某方向的尺寸来调节谐振频率。