Keramische kogels van aluminiumoxide (Al₂O₃) en keramische kogels van gehard aluminiumoxide van zirkoniumoxide (ZTA) worden veel gebruikt op het industriële gebied van keramische materialen en hebben hun eigen prestatiekenmerken. In dit artikel wordt een vergelijkende analyse gemaakt van drie dimensies van materiaalkenmerken, toepassingsscenario's en economie om een besluitvorming-basis te bieden voor technische selectie.
Vergelijking van materiaaleigenschappen
In termen van fysieke eigenschappen vertonen aluminiumoxidekogels een dichtheid van meer dan 92%, de Rockwell-hardheid bereikt HRA85-90, maar de breuktaaiheid bedraagt slechts 3,5-4,0 MPa ·m¹/². ZTA introduceert 15-20% zirkoniumoxide (ZrO₂), terwijl de hardheid van HRA88-92 behouden blijft, de breuktaaiheid wordt verhoogd tot 6,0-8,0 MPa·m¹/² en de buigsterkte wordt verhoogd met 30% tot 450 MPa.
Verschillen in toepassing
Omdat de kosten hoog zijn, worden kogels van aluminiumoxide veel gebruikt in scenario's met lage- belasting, zoals papiermachines en kleppen van chemische pompen. ZTA keramische bal bij de toepassing van mijnbrekervoeringplaat, de levensduur van maximaal 2,3 keer de gewone aluminiumoxidekogel, vooral geschikt voor extreme omstandigheden met hoge impact en hoge slijtage.
In termen van temperatuuraanpassing kan de aluminiumoxidebal stabiel werken bij 800 graden C, en de hitteschoktemperatuur van ZTA wordt verhoogd tot 1200 graden C vanwege de faseovergangskarakteristieken van zirkoniumoxide. Een rookgasbehandelingssysteem van een thermische energiecentrale maakt gebruik van ZTA keramische kogels als afdichtingen voor een probleemloze werking- gedurende 18.000 uur bij 950 graden.
Economische analyse van ZTA keramische bal
Vanuit het perspectief van de aanschafkosten is de prijs van een bal van gehard aluminiumoxide met zirkoniumoxide 2-3 keer zo hoog als die van een bal van aluminiumoxide. Uit de berekening van de volledige levenscycluskosten blijkt echter dat in zware scenario's zoals het breken van mijnen, de vervangingskosten van kogels van gehard aluminiumoxide met zirkoniumoxide door de langere levensduur met wel 45% kunnen worden verlaagd. Uit een renovatiecasus van een cementproductielijn blijkt dat na het gebruik van een ZTA-slijplichaam de jaarlijkse onderhoudskosten met 28% worden verlaagd en de stilstand van de apparatuur met 60% wordt verminderd.
Samenvattend zijn kogels van aluminiumoxide geschikt voor kosteneffectieve selectie onder conventionele werkomstandigheden, terwijl Zta-kogels van gehard aluminiumoxide met zirkoniumoxide aanzienlijke voordelen bieden onder extreme werkomstandigheden.
