耐磨陶瓷涂料在水泥產(chǎn)業(yè)中大顯身手。在水泥生產(chǎn)線上有諸多設(shè)備和管道內(nèi)部長期受到物料或高濃度含塵氣體的沖刷,如立磨選粉機(jī)出口、磨機(jī)出口風(fēng)管、選粉機(jī)、球磨機(jī)溜槽、下料斗、各種閥門內(nèi)腔、閘板及輸送管道等等。那么,耐磨陶瓷涂料遵循的設(shè)計機(jī)理是怎樣的呢?

一、

超強(qiáng)耐磨陶瓷涂料要求結(jié)合的

襯體要具備高機(jī)械強(qiáng)度、韌性、什么叫涂料耐磨和穩(wěn)定性。

立磨生產(chǎn)的粉料在高速氣流的帶動下,要和襯體發(fā)生強(qiáng)烈的碰撞和摩擦,進(jìn)行能量交換。襯體遭受嚴(yán)重的沖擊和沖刷,溫度上升,易于受損。這就要求襯體具有以下性能。

1、高的機(jī)械強(qiáng)度及韌性。粉料在立磨、選粉機(jī)及管道中進(jìn)行輸送時,速度在20m/s左右,粉料對內(nèi)襯和管道壁產(chǎn)生垂直方向的壓應(yīng)力和平行方向的剪什么叫涂料切應(yīng)力,從而對它們造成強(qiáng)烈的沖刷和磨蝕,不斷降低內(nèi)襯厚度,降低使用壽命。內(nèi)襯長時間經(jīng)受應(yīng)力作用,存在應(yīng)力疲勞危險,所以必須具有良好的抗沖擊韌性,尤其是剪切應(yīng)力,它是內(nèi)襯遭受破壞的主要原因。因此內(nèi)襯材料要有較高的機(jī)械強(qiáng)度和韌性。水泥生產(chǎn)中因為礦渣硬度值最高,下面就以粉磨礦渣來進(jìn)行分析。

2、良好的耐磨性什么叫涂料能。由于高速氣流的帶動,粉料對襯體產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖刷,必然加快內(nèi)襯的磨損。因此內(nèi)襯必須具有良好的耐磨性能,高強(qiáng)度未必耐磨,但是耐磨必須具有高強(qiáng)度。耐磨性不僅和材料的強(qiáng)度有關(guān),而且和材料的性質(zhì)密切相關(guān)。礦渣的硬度大概在莫氏6級、水泥熟料的硬度為莫氏4～5級,這就要求內(nèi)襯材料的硬度必須在6級以上,不然就不可什么叫涂料能耐磨。因此內(nèi)襯材料應(yīng)該在7～9級范圍內(nèi)選擇。通常離子化合物和共價化合物有高的硬度,尤其是共價化合物。這是因為共價鍵為強(qiáng)結(jié)合健,其空間有很強(qiáng)的方向性,構(gòu)成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),形成強(qiáng)結(jié)合。如碳化硅、碳化鈦、金剛石等,都具有高的硬度。而氧化物通常為離子化合物,部分氧化物的健強(qiáng)介于離子鍵和共價鍵之間,健強(qiáng)不及共什么叫涂料價鍵,硬度稍低。因此內(nèi)襯應(yīng)在氧化物和碳化物、硼化物之中選擇,從而達(dá)到較高的耐磨性。

3、良好的化學(xué)穩(wěn)定性。立磨及輸送管道要長期和礦渣接觸,礦渣為CaO—A1:0,一Si0:系化合物,化學(xué)成分一般為:CaO38%～46%,Si0:26%～42%,A12037%～O%,MgO 4%～13%,Fe2O3.2什么叫涂料%～1%,MnO 0.1%～1%,S1%～2%。主要礦相為C2S,和ICAS。從化學(xué)成分和礦相可以知道,主要為堿性化合物,與制作方法有很大關(guān)系,且經(jīng)常變化。這就要求內(nèi)襯具有較好的耐堿性,不能與礦渣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如果和礦渣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成變質(zhì)層,就會使內(nèi)襯材料性能降低,耐磨性下降。同時由于變質(zhì)層和原始什么叫涂料內(nèi)襯膨脹系數(shù)有差別,在溫度變化時產(chǎn)生熱應(yīng)力,造成結(jié)構(gòu)剝落,加劇內(nèi)襯材料的磨損。因而要求內(nèi)襯材料必須具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。

        二、

研發(fā)的理論建構(gòu)基礎(chǔ)。

在晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的情況下,控制材料強(qiáng)度的主要參數(shù)有三個,即彈性模量E、斷裂表面能尺和裂紋尺寸C。其中E是非結(jié)構(gòu)敏感的參數(shù),只和材料的性能有關(guān);R與微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)什么叫涂料,主要與材料的晶界能、結(jié)合性和缺陷有關(guān);裂紋尺寸C是一個控制強(qiáng)度的主要參數(shù)。因此要提高材料的強(qiáng)度和韌性,應(yīng)主要從消除缺陷和改善界面、阻止裂紋擴(kuò)展人手。

1、選擇彈性模量高的原料,提高材料硬度和耐磨性。彈性模量E是一個重要的材料常數(shù),是原子間結(jié)合強(qiáng)度的標(biāo)志,實際上是原子間結(jié)合力曲線上任何點的曲線斜率。共什么叫涂料價鍵、離子鍵結(jié)合的晶體,由于結(jié)合力較強(qiáng),通常有較高的彈性模量。分子鍵結(jié)合力較弱,因此彈性模量也較小。而且彈性模量還和原子間距離有關(guān)。從上述可以知道,要想獲得高強(qiáng)耐磨材料,應(yīng)該選擇離子和共價化合物,如氧化物、氮化物、碳化物及硼化物和剛玉、板狀剛玉、致密剛玉、碳化硅、碳化鈦、硼化鈦。硼化鋯等常被用做磨料什么叫涂料,廣泛地應(yīng)用于磨具行業(yè)。

2、應(yīng)該形成微晶、高密度的微觀結(jié)構(gòu)。為了消除缺陷,提高晶體的完整性,細(xì)、密、勻、純是當(dāng)前陶瓷發(fā)展的一個重要方向,近年來出現(xiàn)了許多微晶、高密度、高純的陶瓷材料,如熱壓氮化硅陶瓷,密度接近理論值,幾乎不含氣孔,有極高的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性,是傳統(tǒng)陶瓷所無法比擬的。特別是近些年出現(xiàn)的各什么叫涂料種纖維和晶須,具有完整的晶體結(jié)構(gòu),幾乎無缺陷,強(qiáng)度可以提高一個數(shù)量級。因此,在設(shè)計超強(qiáng)耐磨陶瓷涂料時,應(yīng)該充分考慮材料的結(jié)構(gòu),盡量控制氣孔的含量,提高澆注密度,細(xì)化原料的晶體發(fā)育,形成微晶結(jié)構(gòu),增加晶體的完整性。

3、采用鋼纖維增強(qiáng)和金屬網(wǎng)增強(qiáng)雙重補強(qiáng)機(jī)制。為了提高材料的耐磨性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,大力提高超強(qiáng)什么叫涂料耐磨材料的使用壽命,增強(qiáng)材抖抵抗礦渣的高速機(jī)械沖擊對材料造成的沖刷和磨損,減少材料在長期應(yīng)力條件下疲勞造成的破壞,應(yīng)該采取增強(qiáng)措施,改善材料的結(jié)構(gòu)、優(yōu)化其性能。纖維增強(qiáng)有效果明顯,操作簡單,成本低廉的特點,已經(jīng)在材料設(shè)計中被廣泛采用。而金屬網(wǎng)增強(qiáng)和增韌,也在水泥行業(yè)中大面積使用,兩種方法復(fù)合會進(jìn)一步什么叫涂料提高材料的韌性。鋼纖維增強(qiáng)的物理學(xué)原理告訴我們,隨著鉚纖維的加入,材料的韌性會顯著增加,原因是引入了塑性機(jī)制,改善了耐磨材料的變形機(jī)制,有效地提高了材料抵抗應(yīng)力疲勞造成的剝落和掉塊,從而提高了材料的韌性。

4、采用微細(xì)顆粒增強(qiáng)襯體的機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)在陶瓷材料中加入高強(qiáng)顆粒時,材料抵抗應(yīng)力誘發(fā)的裂紋擴(kuò)張會得什么叫涂料到明顯的抑制。裂紋在應(yīng)力的作用下發(fā)生擴(kuò)展遇到顆粒時,由于顆粒極高的強(qiáng)度和小的膨脹系數(shù),裂紋被“釘”扎住,要繼續(xù)擴(kuò)展必須要求更大的能量去穿透顆粒或發(fā)生裂紋偏轉(zhuǎn),增加界面面積,從而增加能量的消耗,提高材料的強(qiáng)度和韌性。加入顆粒后,材料的彈性模量和剪切模量都有所增加,材料的強(qiáng)度和耐磨性得到顯著地提高,可以什么叫涂料增加耐磨材料的使用壽命,降低生產(chǎn)成本。

5、化學(xué)強(qiáng)化材料的強(qiáng)度和韌性。為了提高耐磨陶瓷涂料養(yǎng)護(hù)期的強(qiáng)度和促進(jìn)結(jié)合劑的水化進(jìn)程,需要在材料的表面涂抹養(yǎng)護(hù)劑。必須設(shè)計新的養(yǎng)護(hù)劑,該養(yǎng)護(hù)劑是一種化學(xué)涂料,它采用離子交換的方式,使表面的摩爾體積比內(nèi)部的大,由于表面體積膨脹大受到內(nèi)部材料的限制,就產(chǎn)生兩向狀態(tài)的什么叫涂料壓應(yīng)力,從而提高材料的屈服強(qiáng)度和斷裂韌性。通常是用一種大的離子置換小的離子,由于這種置換受擴(kuò)散和帶電離子的影響,壓力層厚度受到限制。化學(xué)強(qiáng)化是現(xiàn)代材料發(fā)展的一個重要方向,具有很強(qiáng)的可操作性,而且非常有效。

6、內(nèi)襯要選擇優(yōu)良的結(jié)合劑提高結(jié)合性能。國外某知名公司生產(chǎn)的陶瓷耐磨料結(jié)合劑為水泥,具有很強(qiáng)的結(jié)什么叫涂料合強(qiáng)度。其產(chǎn)品采用了高標(biāo)號的水泥并加入了硅微粉,產(chǎn)品耐磨性很高,比傳統(tǒng)的水泥結(jié)合強(qiáng)度要高出許多,采用了高強(qiáng)混凝土的設(shè)計理念,加入了超級塑化劑,極大地改善了混凝土的流變學(xué)特性,加水量僅為5%。因此依據(jù)MDF和高性能混凝土的設(shè)計思路,參照特種高強(qiáng)混凝土的配方,在嚴(yán)格控制顆粒級配的同時,控制粉料的粒度組成什么叫涂料和各種微粉的比例,同時摻入復(fù)合高效減水劑,優(yōu)化混凝土的流變性和提高結(jié)合性能。而且為了提高混凝土的強(qiáng)度和耐磨性,盡量減少水泥和硬度小的粉料的數(shù)量,加入部分高分子材料,并配合交聯(lián)劑,使結(jié)合強(qiáng)度增加數(shù)倍,耐磨性顯著提高。為了優(yōu)化陶瓷涂料的中溫性能,克服有機(jī)材料在中溫階段的揮發(fā)和分解造成的強(qiáng)度降低和水泥脫水什么叫涂料產(chǎn)生晶型轉(zhuǎn)化導(dǎo)致的強(qiáng)度衰減,可在陶瓷涂料中加入部分納米微粉,利用它們極高的表面能和水化形成的膠凝產(chǎn)生強(qiáng)度,提高中溫強(qiáng)度以保持陶瓷涂料在各個溫度的性能和耐磨性,再和高強(qiáng)碳化物、硼化物配合使用,壽命會大幅度提高。經(jīng)磨損實驗測試,性能優(yōu)于進(jìn)口的耐磨陶瓷涂料,磨損量遠(yuǎn)低于進(jìn)口材料。

三、超強(qiáng)耐磨陶瓷涂料應(yīng)用效什么叫涂料果。

耐磨陶瓷涂料優(yōu)于同類耐磨涂料,有極好的耐磨性能,是水泥行業(yè)立磨、輥壓機(jī)、選粉機(jī)、粉體管道閥門和粉料輸送管道內(nèi)襯的理想材料。超強(qiáng)耐磨陶瓷涂料優(yōu)良的力學(xué)性能和耐磨指數(shù)使它也可以應(yīng)用于電廠循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)襯,經(jīng)受嚴(yán)酷的高溫和高速熱態(tài)含塵氣流的沖刷和磨損,有效提高爐襯的使用壽命。