耐磨陶瓷的鉴别.doc

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1、耐磨陶瓷的鉴别湖南精城特种陶瓷有限公司 邵晓克 杨政  一、前言耐磨陶瓷以其超强的耐磨性、优异的性价比，已成为目前最优的耐磨材料之一，获得工业企业的广泛青睐，尤其是深受水泥生产企业的欢迎。但是，不可否认的是，耐磨陶瓷行业的无序竞争，使耐磨陶瓷在推广应用过程中出现了一些问题，这些问题使人们在耐磨陶瓷的认识上产生了一些的误区，对耐磨陶瓷的推广造成了不利的影响。本文从研究陶瓷磨损机理出发，对这些认识误区逐一加以探讨，提出影响耐磨陶瓷使用效果的关键性因素是陶瓷的品质、陶瓷与设备的结合方法、粘胶的选择及施工工艺的控制。希望对水泥企业及致力于水泥企业设备防磨的朋友有所帮助

2、。二、耐磨陶瓷介绍耐磨陶瓷的范畴很广，理论上只要是以获取耐磨性为目的而生产的陶瓷产品都可称为耐磨陶瓷，包括SiC、Al2O3、Si3N4、ZrO2等。但是由于SiC、Si3N4、ZrO2生产成本高且制造难度大，难以大规模工业化并推广应用。因此目前所称的“耐磨陶瓷”，一般是指以AL2O3为主要原料生产的以获取其耐磨性能的陶瓷，这个概念最早由国内耐磨陶瓷主要生产企业之一湖南精城特种陶瓷有限公司提出，目前已被广泛接受。Al2O3是一种用途极其广泛的重要工业原料，Al元素在地壳中含量丰富，约占27%，仅次于Si在地壳中的含量。自然界除非常罕见的红宝石、蓝宝石是以结晶氧

3、化铝形态存在外，绝大部分Al元素是以各种化合物形态存在，需要经过人工提纯并高温煅烧才能形成α-Al2O3作为耐磨陶瓷的主要原材料加以利用。常用的耐磨陶瓷是95氧化铝陶瓷，其硬度仅次于金刚石，具有超强的耐磨性，可替代大量稀缺贵重金属。它是以氧化铝含量大于95%的氧化铝为原料，经1700℃高温烧结而成的，通过添加不同的添加剂，可以精确地控制化学组成和具有优异性能的陶瓷。Al2O3陶瓷以其优异的综合性能和较为合理的价格成为“耐磨陶瓷”的代名词。通常氧化铝陶瓷分为两大类，一类是高铝瓷，另一类是刚玉瓷。高铝瓷是以Al2O3和SiO2为主要成分的陶瓷，其中Al2O3的含量

4、在45％左右，随着Al2O3含量的增多，高铝瓷的各项性能指标都有所提高；刚玉瓷是Al2O3含量在92％以上的陶瓷。值得注意的是，目前耐磨陶瓷市场鱼龙混杂，一些厂家利用耐磨陶瓷定义不明确、用户分不清高铝瓷和刚玉瓷的区别的机会，将价格极其低廉的高铝瓷用做耐磨陶瓷，以此取得不正当竞争，不但损害了用户的利益，还对行业的健康发展造成不良的影响。目前，耐磨陶瓷国家标准正由以湖南精城特种陶瓷有限公司发起的耐磨陶瓷标准化委员会制定，相信随着耐磨陶瓷国家标准的推出，这种混乱的局面会得到遏制。三、陶瓷磨损理论磨损是一个比较古老但又非常重要的课题。以前的磨损研究，大多集中于金属合金

5、、涂层及聚合物。目前，人们对AL2O3、ZrO2、SIC、SI3N4等陶瓷及其复合物的摩擦、磨损及其机理进行了不少研究，由于陶瓷本身所具有的结构及性能特点与金属有很多的不同，使得照搬金属的摩擦磨损原理应用于陶瓷时，遇到了极大的困难，而适用于陶瓷的摩擦磨损理论还很不完善。磨损一般可分为切削磨损、疲劳磨损、粘着磨损、磨蚀磨损、冲击磨损等几大类，由于每种磨损的工作原理不尽相同，所以磨损机理也差别较大，但是在实际应用或试验中，他们往往不是孤立地作用，而是相互联系、相互影响的，有时是一种机理表现明显，有时是两种或几种机理共同作用。从不同的着眼点，人们对耐磨陶瓷摩擦磨损的

6、研究可归结为外部因素对磨损特性的影响及内部因素与磨损特性的关系两个方面。外部因素主要有摩擦方式、环境、负载、滑动速度、温度及时间等。内部因素主要包括硬度、强度、韧性、弹性模量、粒径、气孔率、晶界相等。四、影响耐磨陶瓷使用效果的关键性因素(一) 影响耐磨陶瓷耐磨性能的因素要想获得高耐磨性的Al2O3陶瓷材料，不但要考虑使它具有高的密度、抗弯和耐压强度，而且要提高它的硬度和断裂韧性，而这些性质与Al2O3陶瓷的显微结构(闭气孔率、晶粒度、玻璃相的分布状态等)和它的磨损机理密切相关。氧化铝陶瓷制备环节中的各工艺条件都对它的烧结和显微结构有极大影响。它们包括：粉体的制

7、备过程、粒径和粒度分布、成形方法、生坯密度、烧结温度、升温速率、保温时间、烧成气氛、是否加压等等。如精城的耐磨陶瓷就是采用了荣获国家科技进步三等奖的科研成果，核心是控制影响耐磨陶瓷性能三个主要因素：最佳的氧化铝原料及研磨级配、高密度坯体制备方法、合理的烧结温度和保温时间，所生产的耐磨陶瓷具有优异的综合性能，显微结构显示也非常有利于提高耐磨性能。1、原料粉体的影响耐磨陶瓷最重要的原料是高纯度的Al2O3粉，其性能好坏以及含量多少对氧化铝陶瓷有很大影响。陶瓷粉体在制备过程中难免要引人杂质，其中的有机杂质在烧结过程中将被烧掉，在致密化的过程中形成不规则的孔洞；而无机

8、杂质则有可能在高温阶段与陶瓷粉体起反应