Tribologinė keramika, dar vadinama atsparia dilimui keramika, keraminės medžiagos, atsparios trinčiai ir dilimui. Jie naudojami įvairiose pramonės ir buities reikmėse, įskaitant mineralų perdirbimą ir metalurgiją. Šiame straipsnyje apžvelgiamos pagrindinės tribologinės keramikos medžiagos ir jų taikymo sritys.
Susidėvėjimui atspari keramika
Esminės savybės
Yra du pagrindiniai tribologinio susidėvėjimo mechanizmai - susidėvėjimas ir nusidėvėjimas. Susidėvėjusios dalelės smogia ir ardo paviršių. Tai yra pagrindinis susidėvėjimo mechanizmas, su kuriuo susiduriama, pvz., Tvarkant mineralus. Kita vertus, dilimas atsiranda, kai dvi apkrovos esančios medžiagos slysta viena prieš kitą. Šis susidėvėjimas atsiranda tokiuose įtaisuose kaip besisukantys velenai, vožtuvo lizdai, metalo išspaudimo ir tempimo štampai. Keramika puikiai tinka atsispirti šiems mechanizmams, nes dėl stiprių cheminių jungčių, laikančių juos kartu, jie yra ypač kieti ir stiprūs. Šios savybės yra būtinos tribologinėms reikmėms, tačiau tribologinė keramika turi ir kitų svarbių savybių - ypač elastingumą, tvirtumą, šiluminį plėtimąsi ir šilumos laidumą. Kaip aprašyta žemiau, keramika, tokia kaip grūdintas transformacijos cirkonis, buvo sukurta naudojant mikrostruktūras, užtikrinančias kompromisą tarp stiprumo ir kietumo. Tokios medžiagos, nors ir silpnesnės nei įprastos keramikos, gali būti atsparios dėvėjimuisi dėl to, kad yra patobulintos. Šilumos susidarymas dėvėjimo metu gali sukelti šiluminio šoko problemų, nebent naudojama keramika turi mažus šiluminio plėtimosi koeficientus (norint sumažinti šiluminius įtempius) arba aukštą šilumos laidumą (šilumą praleidžia).
Medžiagos
Labiausiai paplitęs tribologinis keramikos dirbinys yra šiurkščiavilnių aliuminio oksidas (aliuminio oksidas, Al 2 O 3), kuris dėl savo populiarumo yra susijęs su mažomis gamybos sąnaudomis. Tačiau aliuminis yra jautrus grūdams. tai veda prie susilpnėjusio paviršiaus, kuris gali dar greičiau suirti. Be to, atsilaisvinę grūdai, turintys aštrius kraštus, tampa abrazyvinėmis dalelėmis, kad susidėvėtų. Dėl to susidėvėję aliuminio oksido paviršiai turi matinį (grublėtą) išvaizdą.
Keraminės matricos kompozitai yra pagerėjimas, palyginti su aliuminio oksidu, nes dideli pirminiai grūdai (pvz., Silicio karbidas [SiC]), kurie nėra lengvai atsilaisvinami, yra derinami su labiau suderinama matrica (pvz., Silicio dioksidas [Si], silicio nitridas [Si 3). N 4] arba stiklas), kuris atsparus mikrokrekinimui. Dar didesnį pagerėjimą suteikia keramika, grūdinta plaktukais, pluoštais arba transformuojančiomis fazėmis. Pvz., Perdirbant grūdintą cirkonį (TTZ), dėvėjimosi metu patiriami paviršiaus įtempiai skatina kietėjančias daleles transformuotis, todėl paviršius suspaudžiamas. Ši transformacija ne tik sutvirtina paviršių, bet dalelės, kurios ištraukia, paprastai yra submikrometro diapazone. Esant tokiems ypač mažiems dydžiams, jie ne blizgina paviršių, o šlifuoja. Todėl susidėvėję TTZ paviršiai yra labiau šlifuojami, o ne matiniai. Nors šių mikrostruktūrų inžinerijos išlaidos yra daug didesnės nei įprasto aliuminio oksido, medžiagų konkurencinis pranašumas išryškėja žymiai pagerėjus jų tarnavimo laikui.
