Керамический шарик из оксида алюминия (Al₂O₃) и керамический шарик из оксида алюминия, закаленный диоксидом циркония (ZTA) широко используются в области производства керамических материалов и имеют свои собственные характеристики. В этой статье будет проведен сравнительный анализ трех измерений характеристик материалов, сценариев применения и экономики, чтобы обеспечить основу для-принятия решений при инженерном выборе.
Сравнение свойств материалов
По физическим свойствам глиноземные шарики имеют плотность более 92%, твердость по Роквеллу достигает HRA85-90, но вязкость разрушения составляет всего 3,5-4,0 МПа·м¹/². В ЗТА вводится 15-20 % оксида циркония (ZrO₂), при сохранении твердости HRA88-92 вязкость разрушения повышается до 6,0-8,0 МПа·м¹/², а прочность на изгиб увеличивается на 30 % до 450 МПа.
Различия в применении
Благодаря высокой стоимости шарики из оксида алюминия широко используются в сценариях с низкой-нагрузкой, например, в целлюлозно-бумажном оборудовании и клапанах химических насосов. Керамический шар ZTA при использовании футеровочной пластины шахтной дробилки, срок службы до 2,3 раз превышает срок службы обычного шара из глинозема, особенно подходит для тяжелых ударных условий и экстремальных условий износа.
Что касается температурной адаптации, шарик из оксида алюминия может стабильно работать при температуре 800 градусов C, а температура теплового удара ZTA увеличивается до 1200 градусов C из-за характеристик фазового перехода диоксида циркония. В системе очистки дымовых газов на теплоэлектростанции в качестве уплотнений используется керамический шарик ZTA, обеспечивающий-безотказную работу в течение 18 000 часов при температуре 950 градусов.
Экономический анализ керамического шара ZTA
С точки зрения стоимости закупок, цена шарика из оксида алюминия, закаленного цирконием, в 2-3 раза превышает цену шарика из оксида алюминия. Однако расчет стоимости полного жизненного цикла показывает, что в тяжелых условиях эксплуатации, таких как дробление шахт, стоимость замены шаров из закаленного циркония глинозема может быть снижена до 45% за счет увеличения срока службы. Пример модернизации линии по производству цемента показывает, что после внедрения мелющего тела ZTA ежегодные затраты на техническое обслуживание снижаются на 28%, а время простоя оборудования сокращается на 60%.
Таким образом, шарики из оксида алюминия подходят для экономичного-эффективного выбора в обычных условиях работы, в то время как шарики из закаленного глинозема с цирконием Zta имеют значительные преимущества в экстремальных условиях работы.
