ZTA是陶瓷吗?ZTA和95氧化铝陶瓷哪个更耐磨精城?
ZTA是一种耐磨陶瓷,ZTA陶瓷和95氧化铝陶瓷做个详细的对比:
一、ZTA陶瓷的定义:
1、ZTA陶瓷是氧化锆增韧氧化铝陶瓷,属于无机非金属材料,是很好的耐磨材料。。
2、氧化锆增韧氧化铝陶瓷也就是ZTA,它是在99氧化铝中加入纯Zr02氧化锆,粒子形成ZrO2增韧氧化铝陶瓷。当氧化锆添加到适当时,可使氧化铝韧性显著提高。可以说对氧化铝陶瓷的增韧是目前使用最多的增韧方法,大概比例是添加20%的氧化锆(ZrO2)才可增韧氧化铝。
3、ZTA的韧化效果主要来源于以下机理:
(1).使氧化铝晶粒基体细化。
(2).氧化锆相变韧化。
(3).显微裂纹韧化。
(4).裂纹转向与分叉。ZrO2增韧氧化铝陶瓷力学性能:ZTA(氧化锆增韧氧化铝)陶瓷密度 ≥4.1,洛氏硬度≥90,维氏硬度≥1300,断裂韧性6.0, 抗折强度 480MPa,抗压强度 3600MPa ;
二、在实际使用中,ZTA陶瓷比95%氧化铝陶瓷更耐磨。
1、刚玉陶瓷材料具有耐高温、强度大、耐蠕变、耐磨耗、绝缘性好、重量轻等优良的特性 ,是一种理想的结构陶瓷材料 ,在许多工业部门得到了广泛的应用 随着科学技术的发展 ,其应用领域不断扩大 ,作为一种新型的结构陶瓷材料已经应用于大功率发电机的部件、精密的机械加工部件、电子技术领域中的部件等新的科技领域 在这些新科技领域中的应用 ,对刚玉陶瓷材料的性能提出了更高的要求 由于刚玉陶瓷材料的脆性 ,使其应用范围受到了限制 为了克服陶瓷材料的脆性 ,提高安全可靠性 ,其韧化是当代陶瓷学家们所面临的重要课题之一,对于陶瓷材料已经提出了多种增韧机理 ,较成熟和应用较广泛的增韧方法有ZrO2 增韧和纤维增韧。目前中国市场有成功案例,精城特瓷生产的ZTA采用等静压制胚,隧道电阻窑烧制增韧氧化铝陶瓷,ZTA特种陶瓷。
2、天然氧化铝是刚玉,莫式硬度为9,立方氧化锆的莫式硬度为8.5,但是从工业耐磨陶瓷防磨使用的角度来看,并非硬度越高越好,还要看陶瓷韧性,硬度和韧性都要高,才能说是最好的耐磨陶瓷。并不是说氧化锆陶瓷就不如ZTA陶瓷,氧化锆陶瓷在高温下的晶格相非常稳定,还原到常温下氧化锆陶瓷晶格就受损。因此常温下就纯氧化铝和纯氧化锆来说氧化铝的硬度更高,理论也就更耐磨。但是氧化铝耐磨陶瓷是混合体,它是经过人工配料然后干压成型、烧结1680℃而成的,并非纯纯的刚玉。因此要看陶瓷的氧化铝含量,有的厂家有85%氧化铝陶瓷,92%氧化铝陶瓷,95%氧化铝陶瓷,99%氧化铝陶瓷等多种陶瓷,精城耐磨陶瓷在这个耐磨陶瓷行业研究很深很专业,精城生产的耐磨陶瓷洛氏硬度为HRA82-90,断裂韧性KIC≥7.5Mpa.m1/2,硬度仅次于金刚石。
3、ZTA增韧氧化铝陶瓷是在氧化铝的基础上增加一定的氧化锆陶瓷配料,耐磨性和韧性介于氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷之间,因为氧化锆陶瓷的价格较高,使用者一次性投入比较大,生产使用最多的厂家主要是欧美企业和必和必拓等集团。
4、而氧化锆陶瓷在高温下的晶格稳定,一到常温下晶格相就受损,所以94.4%的氧化锆在常温下达到稳定状态必须添加5.6%稳定剂(稀土等),粉末干压成型,烧结1560℃而成,硬度和韧性就会超过99%氧化铝陶瓷,它的耐磨性和抗冲击性就超过了99%氧化铝陶瓷。如果不添加稳定剂,陶瓷就容易开裂,所以氧化锆球作为研磨材料,是因为它具备硬度和韧性都很大的。
三、耐磨陶瓷的特点突出(以精城特瓷为例)如下:
1.硬度高,耐磨性能优异
耐磨陶瓷的种类很多,就氧化铝陶瓷采用95%AL2O3添加多种耐磨材料的独特配方,氧化铝95%、 Cr2O31.5%、TiO20.3%、 SiO21.8%、 Fe2O30.2%、 Na2O0.2%、稀土1%。100吨干压成型,具有密度大、韧性高、耐磨损等特点。经中科院上海硅酸盐研究所检测,精城特瓷生产的耐磨陶瓷的耐磨性相当于锰钢的266倍,高铬铸铁的171.5倍。
2.韧性强(抗冲击性能优异)
精城生产的耐磨陶瓷在配方中引入了与Al2O3晶格很相近的Cr2O3和TiO2,同时添加了从日本东芝公司引进的ZnO晶须,在烧结过程中与Al2O3形成固熔体,起到细化晶粒,促进烧结和提高断裂韧性的作用,氧化铝断裂韧性达到KIC≥4.8Mpa.m1/2,氧化锆陶瓷的断裂韧性KIC≥7.5Mpa.m1/2,ZTA陶瓷的断裂韧性KIC≥6.0Mpa.m1/2,同时,陶瓷下面增加橡胶层弹性好,对大块物料的冲击具有良好的缓冲能力。
所以,综上所述,ZTA陶瓷在实际使用中,比95%氧化铝陶瓷更耐磨,比氧化锆陶瓷更便宜实惠。
关键词:ZTA、ZTA陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、陶瓷弯头、陶瓷耐磨管、耐磨陶瓷衬板、重介旋流器、旋风分离器、耐磨陶瓷滚筒包胶、耐磨陶瓷二合一衬板、耐磨陶瓷三合一衬板溜槽、管道等等。只要应用于火电、钢铁、建材、冶炼、机械、煤炭、矿山、化工、有机硅、煤化工、煤制油、港口码头等磨损严重的行业。
金属陶瓷耐磨管是采用高技术工艺制造的,主要是由刚玉陶瓷、过渡层、钢三个层次组成,通过过渡层将钢管安置牢固。金属陶瓷耐磨管充分发挥钢管强度高、韧性好、耐冲击的特点,在很大程度上克服了钢管硬度低、耐磨性差、陶瓷韧性差的问题。金属陶瓷耐磨管耐磨、耐热、耐蚀好等特点让其综合性能大幅度提升。接下来为大家介绍金属陶瓷耐磨管的特点。
金属陶瓷耐磨管的特点:
1、耐磨性好:陶瓷复合管由于内衬层为刚玉陶瓷(a-AL2O3),莫氏硬度可达9。0相当于HRC90以上。因此对冶金、电力、矿山、煤炭等行业所输送的磨削性介质均具有高耐磨性。经工业运行证实:其耐磨寿命是淬火钢的十倍甚至几十倍。
2、运行阻力小:SHS陶瓷复合管由于内表面光滑、且永不锈蚀,也不象无缝钢管内表面有凸状螺旋线存在。经有关检测单位对内表面粗糙度及清水阻力特性测试,其内表面光滑度优于任何金属管道,清阻力系数为0.0193,比无缝管稍低。因此该管具有运行阻力小等特点,可减少运行费用。
3、耐腐蚀、防结垢:由于该钢陶瓷层为(a-AL2O3),属中性特质。因此具有耐酸碱和耐海水腐蚀,并同时具有防垢等特性。
4、耐温性能与耐热冲缶性能好:由于该刚玉陶瓷(a-AL2O3),为单一稳定的晶态组织。因此复合管可在-50-700℃温度范围内长期正常运行。材料线膨胀系数6-8×10-6/0C,约为钢管的1/2左右。材料具有良好的热稳定性。
5、工程造价低:陶瓷复合管重量轻,价格适宜。比同内径的铸石管重量轻50%;比耐磨合金管重量轻20-30%,且耐磨、耐蚀性好,因为使用寿命长,从而支吊架费用、搬运费、安装费以及运行费用降低。经有关设计院和施工单位工程预算和工程实际比较,该管工程造价与铸石相当,与耐磨合金管相比,工程造价下降20%左右。
6、安装施工方便:由于该管重量轻,且焊接性能好。因此可采用焊接、法兰、快速联结等方式,施工安装方便,且可减少安装费用。
以上就是金属陶瓷耐磨管的特点的具体介绍,金属陶瓷耐磨管可以作为输送颗粒物料的管道,是十分不错的磨削、腐蚀性介质。由于金属陶瓷耐磨管耐磨、耐蚀、耐热性能让其在电力、冶金、化工等行业有广泛的使用,尤其是输送砂、石、灰渣等腐蚀性介质的时候表现优势十分突出,作为十分理想的耐磨蚀管道金属陶瓷耐磨管是不错的选择。
1、导热性
铬刚玉砖的导热性能是耐火材料中比较高的,其的导热系数是耐火材料中高的,一般大于标准。高炉的冷却壁、高温窑炉的换热器等材料都是应用其优质导热性能,陶瓷厂和高压电磁行业的棚板和窑具也是看重铬刚玉砖的导热性能这个优点而选用硅材质的。
2、抗腐蚀性
铬刚玉砖的抗腐蚀性能十分突出,由于其是属于中性耐火材料,所以对酸性溶液和碱性溶液都具备很好的抗腐蚀性能,在钢铁、有色金属、玻璃、化工、火力发电等行业都十分适用。玉砖的热稳定性也是很出众的,所以很多窑炉的喷火嘴部位都运用其稳定性来达到自己的目的。
3、耐磨性
铬刚玉砖的耐磨性能十分突出,其原材料原本就属于优质磨料,是制造砂轮、砂纸的优质原料,所以铬刚玉砖的耐磨性能同样出色,推板窑的推板砖材质就是用其原材料,火力发电厂循环流化床的锅炉、钢铁厂的水冲渣槽都选用材质好的铬刚玉砖。
大多数陶瓷具有良好的电绝缘性,因此大量用于制作各种电压(1kV~110kV)的绝缘器件.铁电陶瓷(钛酸钡BaTiO3)具有较高的介电常数,可用于制作电容器,铁电陶瓷在外电场的作用下,还能改变形状,将电能转换为机械能(具有压电材料的特性),可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等.少数陶瓷还具有半导体的特性,可作整流器.
化学性能
陶瓷材料在高温下不易氧化,并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力.
光学性能
陶瓷材料还有独特的光学性能,可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等,透明陶瓷可用于高压钠灯管等.磁性陶瓷(铁氧体如:MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4)在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途.
编辑本段常用特种陶瓷材料
根据用途不同,特种陶瓷材料可分为结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷.
1.结构陶瓷
氧化铝陶瓷主要组成物为Al2O3,一般含量大于45%.氧化铝陶瓷具有各种优良的性能.耐高温,一般可要1600℃长期使用,耐腐蚀,高强度,其强度为普通陶瓷的2~3倍,高者可达5~6倍.其缺点是脆性大,不能接受突然的环境温度变化.用途极为广泛,可用作坩埚、发动机火花塞、高温耐火材料、热电偶套管、密封环等,也可作刀具和模具.
氮化硅陶瓷主要组成物是Si3N4,这是一种高温强度高、高硬度、耐磨、耐腐蚀并能自润滑的高温陶瓷,线膨胀系数在各种陶瓷中最小,使用温度高达1400℃,具有极好的耐腐蚀性,除氢氟酸外,能耐其它各种酸的腐蚀,并能耐碱、各种金属的腐蚀,并具有优良的电绝缘性和耐辐射性.可用作高温轴承、在腐蚀介质中使用的密封环、热电偶套管、也可用作金属切削刀具.
碳化硅陶瓷主要组成物是SiC,这是一种高强度、高硬度的耐高温陶瓷,在1200℃~1400℃使用仍能保持高的抗弯强度,是目前高温强度最高的陶瓷,碳化硅陶瓷还具有良好的导热性、抗氧化性、导电性和高的冲击韧度.是良好的高温结构材料,可用于火箭尾喷管喷嘴、热电偶套管、炉管等高温下工作的部件;利用它的导热性可制作高温下的热交换器材料;利用它的高硬度和耐磨性制作砂轮、磨料等.
六方氮化硼陶瓷主要成分为BN,晶体结构为六方晶系,六方氮化硼的结构和性能与石墨相似,故有“白石墨”之称,硬度较低,可以进行切削加工具有自润滑性,可制成自润滑高温轴承、玻璃成形模具等.
2.工具陶瓷
硬质合金主要成分为碳化物和粘结剂,碳化物主要有WC、TiC、TaC、NbC、VC等,粘结剂主要为钴(Co).硬质合金与工具钢相比,硬度高(高达87~91HRA),热硬性好(1000℃左右耐磨性优良),用作刀具时,切削速度比高速钢提高4~7倍,寿命提高5~8倍,其缺点是硬度太高、性脆,很难被机械加工,因此常制成刀片并镶焊在刀杆上使用,硬质合金主要用于机械加工刀具;各种模具,包括拉伸模、拉拔模、冷镦模;矿山工具、地质和石油开采用各种钻头等.
金刚石天然金刚石(钻石)作为名贵的装饰品,而合成金刚石在工业上广泛应用,金刚石是自然界最硬的材料,还具备极高的弹性模量;金刚石的导热率是已知材料中最高的;金刚石的绝缘性能很好.金刚石可用作钻头、刀具、磨具、拉丝模、修整工具;金刚石工具进行超精密加工,可达到镜面光洁度.但金刚石刀具的热稳定性差,与铁族元素的亲和力大,故不能用于加工铁、镍基合金,而主要加工非铁金属和非金属,广泛用于陶瓷、玻璃、石料、混凝土、宝石、玛瑙等的加工.
立方氮化硼(CBN)具有立方晶体结构,其硬度高,仅次于金刚石,具热稳定性和化学稳定性比金刚石好,可用于淬火钢、耐磨铸铁、热喷涂材料和镍等难加工材料的切削加工.可制成刀具、磨具、拉丝模等
其它工具陶瓷尚有氧化铝、氧化锆、氮化硅等陶瓷,但从综合性能及工程应用均不及上述三种工具陶瓷.
3.功能陶瓷
功能陶瓷通常具的特殊的物理性能,涉及的领域比较多,常用功能陶瓷的特性及应用见表.
常用功能陶瓷的组成、特性及应用
精城特瓷生产的钢玉陶瓷内衬高强耐磨刚玉陶瓷的旋流器,广泛用于黑色金属矿山和有色金属矿山的选矿工艺中。在煤、铁、铜、金、镍等金属矿山的单元操作中提高了选矿的金属回收率,增加台时处理能力,提高选矿的经济效益。本产品广泛用于一段磨矿、二段磨矿、精矿再磨分级作业中。根据处理能力不同及所要求的细度不同,本公司可为用户提供直径50、75、100、200、300、350、400、450、500、700等单机、并联机式、串联机组,并承接图纸加工。并提供各种尺寸耐磨陶瓷贴片,刚玉陶瓷衬砖。耐磨陶瓷管道、弯头、三通。(其中500以下旋流器陶瓷内衬是一个整体陶瓷锥体),并提供磨损件修复翻新工作.
产品特点(精城特瓷)
1.硬度高
理论研究和实验表明,物体耐磨性的主要取决于其硬度的大小。精城耐磨陶瓷洛氏硬度为HRA80-90,硬度仅次于金刚石。
2.耐磨性能好
耐磨陶瓷作为目前最耐磨的工业材料之一,主要是采用了最新的科研成果。这种工艺主要依赖三个因素:原料的选择、粉末的制备和烧结,
原材料选用高纯度相位的阿尔法氧化铝和晶体生长抑制剂;
造粒采用最先进的制备工艺,粉体分布均匀且具有良好流动性;
严格的烧结时间和精确的温度控制。
该技术可以有效抑制晶体的生长,减少内部孔隙的产生,从而形成非常致密的烧结物。日本九州工业陶瓷研究所试验数据表明,我公司耐磨陶瓷各项性能指标达到国际先进水平。
3.抗冲击性能好
独特的增韧配方形成较强的晶体结合键,使精城氧化铝陶瓷的抗冲击性大大增强,是一般标准瓷的3至5倍。
4.表面光滑
精城耐磨陶瓷含有独特的自润滑成分,减少阻塞,减小摩擦系数,延长使用寿命。
5.重量轻
其密度为3.5g/cm3,不到钢铁的一半,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。
耐磨陶瓷复合衬板的国家标准中对耐磨陶瓷的硬度和陶瓷韧性的具体指标是:
磨损体积≤0.06cm3,体积密度3.5g/cm3,洛氏硬度≥82HRA,维氏硬度≥8GPa,抗压强度≥850MPa,对陶瓷硫化到橡胶里的橡胶性能也有要求,例如橡胶的拉伸强度、扯断伸长率、邵氏硬度和扯断永久变形率,橡胶和陶瓷的粘结强度≥4.0MPa.
个别企业已经高于耐磨陶瓷复合衬板的国家标准,精城对耐磨陶瓷的硬度和陶瓷韧性的具体指标是:
磨损体积≤0.03cm3,体积密度3.6g/cm3,洛氏硬度≥86HRA,维氏硬度≥9GPa,抗压强度≥880MPa,对陶瓷硫化到橡胶里的橡胶性能也有要求,例如橡胶的拉伸强度、扯断伸长率、邵氏硬度和扯断永久变形率,橡胶和陶瓷的粘结强度≥4.8MPa.
精城耐磨陶瓷管、陶瓷耐磨管、耐磨陶瓷衬板、重介旋流器、旋风分离器、耐磨陶瓷滚筒包胶、溜槽、管道等等。