在工業(yè)生產(chǎn)的廣闊領域中,設備磨損一直是制約生產(chǎn)效率提升、增加運營成本的關鍵因素。從礦山開采時礦石對機械部件的強力沖擊,到電力輸送中煤粉對管道的持續(xù)沖刷,磨損問題無處不在。傳統(tǒng)上,鋼板憑借其一定的強度和韌性,在耐磨材料領域占據(jù)重要地位。然而,隨著工業(yè)技術的飛速發(fā)展以及對設備高性能、長壽命的迫切需求,一種新型材料 —— 氧化鋁陶瓷,正以其卓越的性能優(yōu)勢,逐漸嶄露頭角,成為取代傳統(tǒng)鋼板的理想高耐磨材料。
一、氧化鋁陶瓷卓越的性能優(yōu)勢
(一)硬度與耐磨性的極致表現(xiàn)
氧化鋁陶瓷的莫氏硬度高達 9 級,僅遜于自然界最硬的金剛石。這種超高硬度賦予了它超強的耐磨性能。中科院上海硅酸鹽研究所測定其洛氏硬度達 HRA80 - 90,中南工大粉末冶金研究所數(shù)據(jù)顯示,其耐磨性是錳鋼的 266 倍、高鉻鑄鐵的 171.5 倍 。在實際應用中,某金礦使用傳統(tǒng)鋼襯時,平均 8 個月就會穿孔,而換上氧化鋁陶瓷襯板后,連續(xù)運行 5 年磨損量<0.5mm 。在水泥生產(chǎn)線上,從原料研磨到成品輸送,物料與設備部件間摩擦不斷,安裝氧化鋁耐磨陶瓷襯板的管道、溜槽等,長期經(jīng)受高速流動水泥顆粒沖刷,仍能保持內(nèi)壁光滑平整,磨損量極小。相較普通碳鋼材質(zhì),其耐磨壽命可提高數(shù)十倍 。如此出色的耐磨表現(xiàn),能大幅減少設備因磨損導致的停機維修時間,保障生產(chǎn)線的穩(wěn)定運行,顯著降低企業(yè)長期運營成本。
(二)耐高溫性能的突出優(yōu)勢
在許多工業(yè)場景中,高溫環(huán)境是常態(tài),如冶金行業(yè)的高爐、轉(zhuǎn)爐,熱電廠的高溫灰渣輸送系統(tǒng)等。氧化鋁陶瓷可在 1400℃甚至更高溫度下長期穩(wěn)定工作 。某熱電廠 800℃高溫灰渣輸送系統(tǒng)中,氧化鋁陶瓷襯板運行 5 年未出現(xiàn)變形或剝落,而傳統(tǒng)合金襯板僅能維持 1 年 。其熱膨脹系數(shù)(4.5×10??/K)與金屬基材匹配良好,在高溫環(huán)境下能有效避免因熱脹冷縮差異過大導致的材料失效。在鋼鐵冶煉過程中,從煉鐵高爐到煉鋼轉(zhuǎn)爐,高溫熔體的流動、沖刷對爐襯材料要求嚴苛,氧化鋁陶瓷能在這樣的高溫環(huán)境中穩(wěn)定工作,為高溫工業(yè)設備提供可靠防護,確保生產(chǎn)過程的順利進行。
(三)化學穩(wěn)定性的重要保障
工業(yè)環(huán)境中常存在各種酸堿等腐蝕性介質(zhì),這對耐磨材料的化學穩(wěn)定性提出了極高要求。氧化鋁陶瓷對酸堿具有很強的耐受性,在 30% 硫酸溶液中浸泡 1 年,重量損失<0.01g,耐蝕性遠超 316L 不銹鋼 。其表面能極低(水接觸角>110°),可有效阻止腐蝕性介質(zhì)滲透 。在化工企業(yè)的反應釜、儲存罐中,內(nèi)部襯貼的氧化鋁陶瓷能從容應對酸堿溶液侵蝕,不僅保證設備結(jié)構(gòu)完整性,還避免了因材料腐蝕導致的產(chǎn)品污染問題,為化工生產(chǎn)的安全、高效開展奠定堅實基礎。在鋰電池電解液、化工反應釜等對防腐蝕要求極高的嚴苛場景中,氧化鋁陶瓷襯板憑借其出色的化學穩(wěn)定性,成為保障生產(chǎn)安全與產(chǎn)品質(zhì)量的關鍵材料。
(四)低密度帶來的多重效益
氧化鋁陶瓷密度僅為 3.5 - 3.9g/cm³,約為鋼鐵的一半 。這一低密度特性在實際應用中具有諸多優(yōu)勢。一方面,可減輕設備負荷,在一些對重量有嚴格要求的設備或結(jié)構(gòu)中,如航空航天領域的部分部件,使用氧化鋁陶瓷能顯著減輕重量,從而提高設備性能、降低能耗 。另一方面,由于重量減輕,設備在運行過程中的慣性減小,可降低設備運行時的能量損耗,提高能源利用效率。在礦山機械、輸送管道等設備中,使用氧化鋁陶瓷部件可減少設備因過重產(chǎn)生的機械應力,延長設備整體使用壽命。