Wie lässt sich die Stoßfestigkeit von verschleißfesten Keramikauskleidungen verbessern?

Verschleißfeste KeramikauskleidungenDas Verschleißproblem in stark beanspruchten Branchen wie der Zement-, Stahl-, Bergbau-, Lithiumbatterie- und Metallurgieindustrie soll gelöst werden. In der Praxis zeigt sich jedoch, dass verschleißfeste Keramikauskleidungen in einigen Fabriken spröde und nicht schlagfest sind. Wie lässt sich also die Schlagfestigkeit verschleißfester Keramikauskleidungen verbessern?

Das Hauptmaterial der üblicherweise verwendeten verschleißfesten Keramikauskleidungen ist Aluminiumoxid mit einer Bruchzähigkeit von KIC ≥ 4,8 MPa·m^1/2 und einer Biegefestigkeit von ≥ 290 MPa. Im Vergleich zu Metallen wie Stahl ist die Schlagfestigkeit zwar geringer, lässt sich aber durch spezielle Verfahren deutlich verbessern.

1. Oberflächengestaltung sphärischer Vorsprünge:

Die besonderen mechanischen Eigenschaften der kugelförmigen Vorsprünge verteilen die Aufprallkraft gleichmäßig auf die Auskleidung und verringern so die Gefahr eines Bruchs. Dies ist eine gängige Methode zur Verbesserung der Schlagfestigkeit verschleißfester Keramikauskleidungen.

2. Vergrößerung der Gummioberfläche: Verschleißfeste Keramikauskleidungen werden meist in Kombination mit Gummi eingesetzt. Keramik ist schlagfest, Gummi hingegen sehr schlagfest. Durch die Kombination beider Materialien lassen sich die Vorteile optimal nutzen: Keramik für Verschleißfestigkeit und Gummi für Schlagfestigkeit. Konkret wird während des Vulkanisationsprozesses mehr Gummi auf der Auskleidungsoberfläche freigelegt, beispielsweise durch das Einbringen von Spalten oder die Verwendung runder Keramikstücke. Dabei ist zu beachten, dass mit zunehmender Gummioberfläche die Keramikfläche abnimmt. Zwar verbessert sich die Schlagfestigkeit, die Verschleißfestigkeit sinkt jedoch. Die Anwendung muss daher unter Berücksichtigung der jeweiligen Einsatzbedingungen sorgfältig abgewogen werden.

3. Zugabe weiterer Rohstoffe zu Aluminiumoxid zur Härtungsbehandlung: Chemshun Ceramics Co., Ltd. hat sich der Produktion und Forschung und Entwicklung verschleißfester Keramiken verschrieben. Durch die Zugabe eines bestimmten Anteils Zirkoniumdioxid zum Aluminiumoxid-Rohmaterial entsteht gehärtete, verschleißfeste Aluminiumoxidkeramik, die die Schlagfestigkeit deutlich verbessert. Die Schlagfestigkeit von Aluminiumoxidkeramik ist zwar gering, dieses Problem lässt sich jedoch durch sphärisches Design, vulkanisierten Gummi und die Zugabe von Zirkoniumdioxid beheben. Dadurch eignen sich verschleißfeste Keramikauskleidungen für die meisten Anwendungen mit starker Beanspruchung und hohen Stoßbelastungen.