La resistenza all'usura del mezzo di macinazione ceramica dipende principalmente dalla durezza, dalla viscosità, dalla densità e dalla capacità di espandere le fessure del materiale. La scelta o la composizione di un particolare materiale può aumentare significativamente la sua resistenza all'usura. Ecco alcune categorie di materiali e meccanismi di azione che sono comunemente usati per aumentare la resistenza all'usura delle palline ceramiche:
## 1, Materiali in ceramica a base di resistenza ad alta resistenza
La durezza intrinseca della ceramica principale è il fattore principale che determina la resistenza all'usura, maggiore è la durezza, più può resistere al taglio delle particelle durante la macinazione, l'usura dei graffi.
1. * * Ossido di alluminio ad alta purezza (Alneneneed Oå) * *
L'ossido di alluminio è la base a sfere ceramica più comunemente usata, la cui durezza aumenta significativamente con l'aumentare della purezza (durezza di circa 1500 HV a purezza del 90% e oltre 1800 HV al 99%).
- Il contenuto molto basso della fase di vetro (impurità) in allumina ad alta purezza e una densa struttura cristallina riducono la deposizione causata dall'ammorbidimento della fase di vetro o dalla rottura del limite di cristalli durante l'usura, aumentando così la resistenza all'usura.
- Scenario applicabile: condizioni di lavoro a basso impatto, alta intensità di macinazione (ad es. Applicazione di vernice, macinazione dell'inchiostro).
2. ** Ossido di zirconio (Zroneneneek) **
L'ossido di zirconio ceramico (in particolare, ossido di zirconio parzialmente stabile PSZ, ossido di zirconio stabile yttio ysz) ha leggermente meno durezza dell'ossido di alluminio ad alta purezza (circa 1200 - 1600 hv), ma molto elevata di viscosità (lacrima fino a 8 - 15 mPa · m1 ossido di alluminio).
I vantaggi della sua resistenza all'usura si manifestano in resistenza all'usura dell'impatto: quando colpito durante la macinazione, l'ossido di zirconio può sopprimere l'espansione della fessura mediante "allungamento di fase" (l'espansione volumetrica della fase a quattro fasi → assorbono energia), riducendo la schiacciamento o la grande deposizione, estendendo quindi la vita di servizio.
- Scenario applicabile: materiali di macinazione con alto impatto, elevato contenuto di durezza (ad es. ORE, pasta ceramica).
3. ** Carburo di silicio (sic) **
- Il carburo di silicio è un materiale ceramico superhard con durezza fino a 9,5 (dopo diamante), microhardness fino a 2800 - 3200 HV e alta stabilità chimica (resistenza acida alla corrosione alcalina).
- La sua resistenza all'usura è molto meglio dell'ossido di alluminio e dell'ossido di zirconio, specialmente nella lotta contro i materiali abrasivi ad alta danno (come sabbia di quarzo, granuli di corindone), resiste efficacemente al taglio e all'usura delle particelle.
- Svantaggio: alta fragilità (viscosità lacrima su 3 - 5 MPA · M2 / ²), scarsa resistenza all'impatto, è necessario evitare le condizioni di impatto acute.
### II, Superhard Ceramic Materials (fase rinforzata)
Aggiungendo particelle di superhard alla ceramica di base come fase rinforzata, la resistenza all'usura può essere ulteriormente migliorata mediante un meccanismo di "rinforzo di dispersione" o "rinforzo granulare".
1. ** Particelle di carburo di silicio (sic) **
- Aggiunta del 10% - 30% delle particelle SiC (diametro delle particelle 5 - 20 μm) alla base di ossido di alluminio o ossido di zirconio per formare ceramiche multi-fase. Le particelle SIC, come i punti solidi, resistono direttamente al taglio delle particelle di terra, impedendo al contempo l'espansione delle fessure nella matrice (le crepe si deviano quando si scontrano con le particelle solide e consumano energia).
- Ad esempio, Alnenenebd Oneneneen - Sic - Poliphase Ceramic ha una resistenza all'usura di 30 - 50% rispetto all'allumina pura.
2. * * Nitruro di silicio (sinenenebj n) * *
- Elevata durezza del nitruro di silicio (circa 1800 - 2100 HV) e un'eccellente viscosità (resistenza a lacrime 7 - 10 MPA · M1 / ²), eccellente stabilità chimica e termica (può essere utilizzata a temperature superiori a 1200 gradi C).
- Quando si aggiunge ossido di alluminio come fase rinforzata, la durezza complessiva aumenta, nonché l'usura ad alte temperature viene ridotta rafforzando i confini dei cristalli (ad esempio, con macinazione ad alta temperatura della sospensione, i vantaggi sono evidenti).
3. ** Micropowder a nitruro di boro cubico (CBN) **
I diamanti (durezza 10.000 HV) e CBN (durezza 8.000 HV) sono materiali con la più alta durezza nota che sono disperse in matrici ceramiche (ad es. Ossido di zirconio, ossido di alluminio) da particelle di nanometro o classe micron che possono formare un "ceramico composito superhard".
- Queste particelle di superhard possono resistere direttamente alle principali sollecitazioni di usura nel processo di macinazione, che riduce notevolmente la velocità di usura delle sfere di ceramica ed è particolarmente adatto per macinare materiali ad alta durezza (come polvere di carburo di silicio, micro polvere di diamante).
## 3, ceramica integrata (durezza e viscosità dell'equilibrio)
Un singolo materiale ceramico ha spesso la contraddizione di "alta durezza e bassa viscosità" (ad esempio, il carburo di silicio è duro ma fragile, l'ossido di zirconio è viscoso ma non abbastanza difficile), mentre la ceramica multi-fase può bilanciare entrambi, migliorando indirettamente la resistenza all'usura.
** Combinazione tipica **:
- Ceramica multi-fase di zirconio in alluminio ossido di zirconio (Alnenenebk Oå- Zroneneneek): l'uso di ossido di alluminio ad alta durezza per resistere all'usura di taglio, lo stretching di fase dell'ossido di zirconio per sopprimere l'espansione della crepa, aumenta la resistenza all'usura per 20 - 40% rispetto al puro ossido, mentre la resistenza all'effetto è meglio di crack di crack, per l'osservazione della crepa pura.
- Carburo di silicio - Ceramica sintetica del nitruro di silicio (SIC - sinenenebj N): il carburo di silicio fornisce un'elevata durezza e nitruro di silicio aumenta la viscosità ed è adatto a condizioni difficili con elevata usura e basso impatto medio.
### 4, Materiali di rivestimento superficiale
Collando la superficie delle palline ceramiche con un rivestimento super duro, è possibile migliorare direttamente la resistenza all'usura della superficie ("meccanismo di rafforzamento della superficie"), senza influire sulla viscosità della matrice.
1. * * Diamond Coating (DLC) * *
- durezza del rivestimento DLC fino a 2000 - 4000 HV, basso coefficiente di attrito (0.05 - 0.2) e buona stabilità chimica. Il rivestimento superficiale dell'ossido di alluminio o delle sfere ceramiche di ossido di zirconio può ridurre l'usura viscosa e del taglio durante la macinazione e la resistenza all'usura della superficie è aumentata di oltre il 50%.
2. * * rivestimento diamantato * *
-Utilizzo della deposizione di fase di gas chimica (CVD) per coltivare nanometro o pellicola di diamanti micrometriche sulla superficie delle sfere ceramiche, usando la durezza a diamante ultra-alta (10.000 HV) per proteggere dall'usura di qualsiasi particella adatto per scenari di macinazione ultra-precisione (sospensioni di semiconduttori EG).
- Nota: la forza di adesione del rivestimento con la matrice dovrebbe essere abbastanza forte da evitare che il rivestimento cada durante la macinazione.
# # Riepilogo: la logica di base della selezione dei materiali
I materiali che aumentano la resistenza all'usura delle palline ceramiche devono soddisfare * * "alta durezza + viscosità moderata + costruzione densa" * *:
- Materiali solidi puri (ad es. Carburo di silicio, ossido di alluminio ad alta purezza) sono adatti a un basso impatto e scenari di usura di taglio elevato;
- I materiali ad alta resistenza (ad es. Ossido di zirconio) sono adatti a scenari ad alto impatto;
- La ceramica in polifase o il materiale rivestito possono bilanciare i requisiti in modalità in modalità e sono l'opzione preferita per il miglioramento completo della resistenza all'usura.
Nell'applicazione pratica, è necessario combinare la durezza del materiale abrasivo, apparecchiature abrasive (tipo di mulino a sabbia), resistenza all'impatto e altri parametri, scegliere il sistema di materiale appropriato.
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