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耐火材料耐磨损性能的影响因素及测量、表征|浇注料厂家
耐磨损性能是耐火材料抵抗外界的磨损功效(如:摩擦、冲击脱落等)的能力。水泥回转窑交错带、循环流化床锅炉和干熄焦炉制冷段等对耐火材料的耐磨损性能均提出了一定的要求。
1.影响原材料耐磨损性能的因素
原材料自身的强度、强度以及致密性,颗粒间的结合强度和微观结构对材料的耐磨损性能具有较大的影响。材料的服役温度对其耐磨损性能也有一定影响。关于如何改善材料的耐磨损性能,对此大量的科研工作获得了进行。除了提高材料的致密性、降低原材料的缺陷以外,其核心基本思路分成以下几个部分:
(1)细化晶粒,从而提升原材料整体的均匀性;
(2)引入增强相,组分复合化形成复相原材料;
(3)相变增韧。一般来说,同样强度下，强度高的材料的耐磨损性可以更为优异。
能通过选择耐磨损性能好的材料、引入硬度高、强度高的第二相和选用科学合理的颗粒级配等来提高试件的耐磨损性能。
2.耐磨损性能的测量与表现
(1)摩擦磨损几类普遍试验
1.滚动摩擦磨损试验:四球试验(图a)、销盘试验(图b)、环块试验(图c)、反复运动销盘试验(图d)。
2.磨粒磨损试验(图e)。
3.翻转磨损试验,环式翻转试验(图f);翻转四球试验(图g)
4.冲蚀磨损试验(图h)。
图1摩擦磨损几类普遍试验
(a)四球试验,(b)销盘试验,(C)环块试验，(d)反复运动销盘试验，(e)磨粒磨损试验,(f)环式翻转试验,(g)翻转四球试验,(h)冲蚀磨损试验
(2)称重法
采用精密分析天平称量试件磨损前后的质量变化并计算其质量变化率的方式对耐磨损性能进行表现。这种方法简单,采用最普遍。
(3)磨损体积计量法
通过测得摩擦前后左右体积变化来大致计算出材料的磨损量。试件在磨损过程中,随着磨损地进行,试件表面的晶粒会逐渐脱落,进而试件的质量和体积均有所变化,通过测量磨损前后的体积变化的方式对耐磨损性能进行表现。能通过光学测微计来测量试件磨损表面的划痕的宽度。
3.摩擦磨损的种类和制度
磨损分成腐蚀磨损、磨粒磨损、黏着磨损和疲劳磨损。其制度为钻削制度、黏着机制和疲惫制度。
3.1摩擦磨损影响因素
(1)负载: 一般负载越大,磨损越严重(图a)。
(2)转速: 一般转速越大,磨损越严重(图b)。
(3)温度:低温磨损主要为疲劳、粘着和剥层机制。高温磨损的主要为氧化、粘着和剥层机制。
(4)磨料浓度: 一般磨料浓度越大，磨损越严重(图c)。
图2摩擦磨损的影响因素
(a)负载, (b)转速, (C)磨料浓度
3.2摩擦磨损的研究进展
黄伟九等人对于瓷器专用工具材料进行研究表明,它具有硬度高,耐磨损性能强,高温下也有着良好的耐化学性,这都广泛应用于硬切削和高速切削材料行业,且将来的研究内容是在500nm以下的三氧化二铝或其他性能出色材料的瓷器。
Pasaribu等人经过研究添加氧化铜来降低三氧化二铝和氧化锆陶瓷在I作中进行的损坏时发现，只会在三氧化二铝和氧化锆掺杂时,CuO才会显著降低摩擦阻力,这是在微观结构中,CuO充当“润滑液”的功效,从拍的SEM照片中可以看得出损坏痕迹产生平滑的块状层。
Belmonte等人探讨了SiC晶粒尺寸对AI2O3/SiC复合材料损坏的影响。结果表示,在一般环境下耐磨损性能随着SiC晶粒的变大而变大。
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