耐磨陶瓷以其超強的耐磨性、耐高溫、抗腐蝕性等優(yōu)異的特性，已成為目前最優(yōu)秀的耐磨材料之一，獲得了工業(yè)企業(yè)的廣泛青睞，尤其是深受水泥生產(chǎn)企業(yè)的歡迎。

　　在各種工業(yè)生產(chǎn)過程中需要使用耐磨材料以防止磨損和減少設備的維修時間，提高生產(chǎn)效率。同時，由于減少了磨損過程中可能發(fā)生的污染，也提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。尤其是快速流動的含有較硬顆粒的泥漿，除了磨損外，對設備腐蝕也較為嚴重。

　　耐磨陶瓷以其超強的耐磨性、耐高溫、抗腐蝕性等優(yōu)異的特性，已成為目前最優(yōu)秀的耐磨材料之一，獲得了工業(yè)企業(yè)的廣泛青睞，尤其是深受水泥生產(chǎn)企業(yè)的歡迎。

　　耐磨陶瓷的范疇很廣，理論上只要是以獲取耐磨性為目的而生產(chǎn)的陶瓷產(chǎn)品都可稱為耐磨陶瓷，包括SiC、Al2O3、Si3N4、ZrO2耐磨陶瓷等。

　　氧化鋁耐磨陶瓷的優(yōu)點

　　相比于SiC、Al2O3、Si3N4、ZrO2等耐磨陶瓷，氧化鋁耐磨陶瓷的性能非常全面，而且還有自己的優(yōu)勢。例如除了具有硬度高、耐磨性好、抗腐蝕等優(yōu)點外，氧化鋁耐磨陶瓷還具有相當高的性價比，并且生產(chǎn)工藝非常成熟。總結(jié)起來，氧化鋁耐磨陶瓷有以下8個優(yōu)點：

　　1、硬度大、強度高。

　　2、耐磨性好，使用壽命長。

　　3、抗腐蝕性好。

　　4、抗沖擊性好。

　　5、耐高溫。

　　6、重量輕。

　　7、易安裝，適用范圍廣，適應性好。

　　8、性價比高，原料來源廣，生產(chǎn)工藝成熟。

　　磨損機理

　　氧化鋁陶瓷這樣的脆性材料的磨損通常是從較小的磨料顆粒的撞擊(它可以被看作是一個尖硬的壓頭)和陶瓷表面裂紋形成開始的。通常認為，顆粒為圓形，且速度較低時，尤其當陶瓷有較高的斷裂韌性時，磨料顆粒與陶瓷間的接觸是有彈性的，這樣的彈性接觸促進了錐形裂紋的形成;顆粒有棱角時，在撞擊過程中，接觸點上將產(chǎn)生塑性變形，這將導致放射狀的和橫向裂紋的產(chǎn)生。如果陶瓷的硬度和斷裂韌性較低，裂紋就將非?？斓禺a(chǎn)生且較深。

　　影響氧化鋁耐磨陶瓷的因素

　　要想獲得高耐磨性的氧化鋁陶瓷材料，不但要考慮使它具有高的致密度、抗彎和耐壓強度，而且要提高它的硬度和斷裂韌性，而這些性質(zhì)與氧化鋁陶瓷的顯微結(jié)構(閉氣孔率、晶粒度、玻璃相的分布狀態(tài)等)及它的磨損機理密切相關。

　　1、原料粉體的影響

　　氧化鋁耐磨陶瓷最重要的原料是高純度的氧化鋁粉體，其性能好壞以及含量多少對氧化鋁耐磨陶瓷有很大影響。陶瓷粉體在制備過程中難免要引入雜質(zhì)，其中的有機雜質(zhì)在燒結(jié)過程中將被燒掉，在致密化的過程中形成不規(guī)則的孔洞;

　　而無機雜質(zhì)則有可能在高溫階段與陶瓷粉體起反應或殘留在基體中形成微裂紋。由雜質(zhì)引起的這些微結(jié)構上的缺陷對氧化鋁耐磨陶瓷的致密化有明顯的影響。

　　原料粉體粒度對制品性能影響也很大，只有原料足夠細，最后的燒成制品才有可能形成微晶結(jié)構，使它具有很好的耐磨性。

　　因此采用高純度、細粒度的氧化鋁粉體是制備性能優(yōu)良的氧化鋁耐磨陶瓷的重要前提條件。

　　2、成型方法的影響

　　生產(chǎn)實踐與大量研究表明：低氣孔率、高致密度的氧化鋁陶瓷結(jié)構性能優(yōu)良。高致密度意味著陶瓷體內(nèi)晶粒排列緊密，在承受外界載荷或腐蝕性物質(zhì)侵蝕的時候不易形成破壞性的突破點。

　　而要得到高致密度的陶瓷坯體，成型方法是關鍵。氧化鋁耐磨陶瓷的成型一般采用干壓、等靜壓、熱壓鑄等方法。不同的方法具有不同特點，對氧化鋁陶瓷燒結(jié)性能和顯微結(jié)構的影響也會有所不同。

　　一般對于形狀復雜的制品多以注漿或熱壓鑄工藝為主，對于形狀簡單的制品可采用干壓成型。

　　3、燒結(jié)的影響

　　燒結(jié)是陶瓷制備的關鍵階段，燒結(jié)氣氛對陶瓷材料的制備影響很大。過高的燒成溫度或過長的保溫時間都會促進晶體生長，使微細的原料在高溫下發(fā)育成粗大晶粒，液相量增加，這樣不但強度下降，同時耐磨性也會減弱。當然溫度太低易導致燒結(jié)體不致密，制品耐磨性也不好。

　　采用先進的電窯燒結(jié)可以精確控制燒結(jié)的升溫、保溫及降溫過程，對提高耐磨陶瓷的性能有重要作用，但是電窯燒結(jié)成本及耐火材料的消耗比氣窯及煤窯要高一些。

　　4、助燒劑

　　合適的助燒劑降低燒結(jié)溫度，改善陶瓷的顯微結(jié)構，提高力學性能，進而提高氧化鋁耐磨陶瓷的耐磨性。

　　氧化鋁耐磨陶瓷的廣泛應用

　　1、在水泥廠中的應用

　　(1)各種溜槽

　　礦石破碎系統(tǒng)、原料粉磨系統(tǒng)、水泥粉磨系統(tǒng)的各種溜槽及料斗日輸送量大，物料硬度高，對設備磨損嚴重。以前不做任何防磨措施，10mm的鋼板往往1周就被磨穿;改成30mm的錳鋼襯板，幾個月就被磨穿。設備頻繁被磨穿，不但增重了檢修的負擔，而且嚴重影響設備正常運轉(zhuǎn)，現(xiàn)場粉塵污染嚴重，工作人員深受其苦。

　　(2)V選殼體及打散板

　　用增韌氧化鋁耐磨陶瓷替代耐磨鋼板做防磨，效果非常理想。氧化鋁耐磨陶瓷也可做成成套的打散板，不但耐磨性大大提升，更換也非常方便。

　　(3)風機葉輪

　　在新型干法生產(chǎn)線中，粉體的輸送主要靠風機提供動力，風機的高速旋轉(zhuǎn)引起含塵二相粒子氣流與葉片發(fā)生相對運動導致葉輪磨損嚴重。在使用氧化鋁耐磨陶瓷后，耐磨性增加，提高了使用壽命。

　　2、在電廠中的應用

　　燃煤電廠制粉系統(tǒng)的磨損大都以煤粉碰撞，沖擊磨損為主。與水泥廠選粉系統(tǒng)風管彎頭類似，高速煤粉氣流對制粉設備的磨煤機出口、粗細粉分離器進出口、一次風管彎頭等的磨損特別嚴重。在制粉系統(tǒng)一般采用膠水和氧化鋁耐磨陶瓷板粘貼在處理好的鋼板上的方法。

　　3、作為研磨介質(zhì)

　　由于較高的硬度、適中的密度、耐磨、耐腐蝕、價格低的特點，以及金屬球金屬雜質(zhì)引入的問題，氧化鋁研磨球被廣泛應用于水泥、礦物、陶瓷、電子材料、磁性材料、以及涂料、油漆等行業(yè)的原材料的粉磨和加工，是一種優(yōu)質(zhì)的研磨介質(zhì)。在建筑陶瓷行業(yè)中，氧化鋁研磨球的磨損效率比天然的燧石和鵝卵石提高20%～40%。隨著優(yōu)質(zhì)天然球石資源的減少，普通瓷球磨損率高的特點，氧化鋁研磨球?qū)⒈辉絹碓蕉嗟膹S家所使用。

　　4、石油天然氣開采

　　氧化鋁耐磨陶瓷，尤其那些氧化鋁含量為97%(質(zhì)量)或更高的陶瓷，能夠用于石油和天燃氣的鉆探設備中。典型的應用是用于噴嘴、閥座、調(diào)節(jié)裝置、泵配件，甚至鉆頭配件可以在高壓環(huán)境下、在石油和泥砂漿中振動，有時在有酸和鹽存在的情況下工作，對耐磨性及抗腐蝕性的要求更加嚴格。

　　參考資料：

　　[1]孫菊等.耐磨的氧化鋁陶瓷.國外耐火材料

　　[2]陳宏.耐磨陶瓷現(xiàn)狀與發(fā)展.現(xiàn)代冶金

　　[3]秦麟卿等.耐磨氧化鋁研磨球的生產(chǎn)和應用.武漢理工大學

　　[4]劉永先.影響95氧化鋁瓷球耐磨性的幾個關鍵因素.山東工業(yè)陶瓷研究設計院

　　[5]邵曉克.影響耐磨陶瓷使用效果的關鍵性因素及其在水泥廠的典型應用.中國建材報

　　[6]陳雷.氧化鋁耐磨陶瓷在電廠、水泥廠的應用.江蘇陶瓷

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