Mga keramika ng Tribological

Ang mga sikolohikal na keramika, na tinatawag ding mga seramika ng wear-resistant, ceramic material na lumalaban sa alitan at pagsusuot. Nagtatrabaho sila sa iba't ibang mga pang-industriya at domestic application, kabilang ang pagproseso ng mineral at metalurhiya. Ang artikulong ito ay nagsisiyasat sa punong mga materyales sa seramikong tribaliko at kanilang mga lugar ng aplikasyon.

Magsuot na lumalaban sa mga keramika

Mahahalagang katangian

Mayroong dalawang pangunahing mekanismo ng pagsusuot ng tribo - impingement wear at rubbing wear. Sa pagsusuot ng impingement, ang mga particle ay nakakaapekto at tumataba sa ibabaw. Ito ang pangunahing mekanismo ng pagsusuot na nakatagpo sa paghawak ng mineral, halimbawa. Ang rubbing wear, sa kabilang banda, ay nangyayari kapag ang dalawang materyales sa ilalim ng pag-load ng slide laban sa bawat isa. Ang pagsusuot na ito ay nangyayari sa mga kagamitang tulad ng rotating shaft, valve seat, at metal extrusion at pagguhit ay namatay. Ang mga keramika ay akma na mapaglabanan ang mga mekanismong ito dahil, dahil sa malakas na mga bono ng kemikal na magkasama, sila ay may posibilidad na maging sobrang matigas at malakas. Ang mga pag-aari na ito ay mahalaga sa mga aplikasyon ng tribological, ngunit ipinapakita din sa mga seramikong panterya ang iba pang mahahalagang pag-aari pati na rin - pinaka-kapansin-pansin, pagkalastiko, katigasan, pagpapalawak ng thermal, at thermal conductivity. Tulad ng inilarawan sa ibaba, ang mga keramika tulad ng pagbabagong-anyo na zirconia ay binuo ng mga microstructure na nagbibigay ng isang trade-off sa pagitan ng lakas at katigasan. Ang nasabing mga materyales, kahit na mas mahina kaysa sa kanilang maginoo na mga katapat na seramik, ay maaaring maging lubos na masusuot sa pagsusuot sa kanilang pinabuting katigasan. Ang henerasyon ng init sa panahon ng pagsusuot ay maaaring humantong sa mga problema sa thermal shock, maliban kung ang mga keramika na nagtatrabaho ay may mga koepisyenteng pagpapalawak ng thermal (upang bawasan ang mga thermal stress) o mataas na thermal conductivities (upang maisagawa ang init).

Mga Materyales

Ang pinakalawak na ginagamit na tribological ceramic ay ang coarse-grained alumina (aluminyo oxide, Al ₂ O ₃), na may utang sa katanyagan nito sa mga mababang gastos sa pagmamanupaktura. Ang alumina ay madaling kapitan ng butil ng pullout, gayunpaman; humahantong ito sa isang mahina na ibabaw, na maaaring mabura nang mas mabilis. Bukod dito, ang mga loosened grains, pagkakaroon ng matalim na mga gilid, ay nagiging nakasasakit na mga partikulo para sa impingement magsuot sa ibang lugar. Ang mga sugat na ibabaw ng alumina samakatuwid ay may posibilidad na magkaroon ng hitsura ng matte (roughened).

Ang mga composite ng seramik-matrix ay kumakatawan sa isang pagpapabuti sa alumina sa malaking pangunahing butil (halimbawa, silikon na karbida [SiC]), na hindi madaling maluwag, ay sinamahan ng isang mas sumusunod na matris (halimbawa, silica [Si], silikon nitride [Si ₃ N ₄], o baso), na lumalaban sa microcracking. Ang mga seramik na toughened sa mga whiskers, fibers, o pagbabago ng mga phase ay kumakatawan sa isang mas malaking pagpapabuti. Sa pagbabago-toughened zirconia (TTZ), halimbawa, ang mga stress sa ibabaw na nakatagpo sa panahon ng pagsusuot ay pukawin ang mga nakakaantig na mga particle upang magbago, inilalagay ang ibabaw sa compression. Ang pagbabagong ito ay hindi lamang nagpapalakas sa ibabaw, ngunit ang mga particle na kumukuha ay may posibilidad na nasa saklaw ng submicrometre. Sa sobrang maliit na sukat na ito ay polish kaysa sa abrade sa ibabaw. Ang mga nasirang ibabaw ng TTZ samakatuwid ay may posibilidad na makintab sa halip na matted. Kahit na ang mga gastos sa engineering ng mga microstructure na ito ay mas mataas kaysa sa maginoo na alumina, ang mapagkumpitensyang bentahe ng mga materyales ay natanto sa kanilang lubos na pinahusay na buhay ng serbisyo.