Keramické guľôčky z oxidu hlinitého (Al₂O₃) a keramické guľôčky z oxidu hlinitého tvrdeného zirkónom (ZTA) sú široko používané v priemyselnej oblasti keramických materiálov a majú svoje vlastné charakteristiky z hľadiska výkonu. Tento dokument urobí komparatívnu analýzu z troch dimenzií materiálových charakteristík, aplikačných scenárov a ekonomiky, aby poskytol základ pre rozhodovanie-pre výber inžinierov.
Porovnanie vlastností materiálov
Z hľadiska fyzikálnych vlastností vykazujú guľôčky oxidu hlinitého hustotu viac ako 92 %, tvrdosť podľa Rockwella dosahuje HRA85-90, ale lomová húževnatosť je len 3,5-4,0 MPa ·m¹/². ZTA zavádza 15-20% oxidu zirkoničitého (ZrO₂), pri zachovaní tvrdosti HRA88-92 sa lomová húževnatosť zvýšila na 6,0-8,0 MPa·m¹/² a pevnosť v ohybe sa zvýšila o 30 % na 450 MPa.
Rozdiely v aplikácii
Vďaka vysokej cene sú guľôčky z oxidu hlinitého široko používané v situáciách s nízkym{0}}záťažom, ako sú napríklad papierenské stroje a ventily chemických čerpadiel. Keramická guľa ZTA v aplikácii obloženia banského drviča, životnosť až 2,3-násobok bežnej hliníkovej gule, obzvlášť vhodná pre extrémne podmienky s vysokým nárazom a vysokým opotrebovaním.
Pokiaľ ide o prispôsobivosť teploty, guľa z oxidu hlinitého môže stabilne pracovať pri 800 ° C a teplota tepelného šoku ZTA sa zvýši na 1200 ° C v dôsledku charakteristík fázového prechodu zirkónia. Systém úpravy spalín tepelnej elektrárne využíva keramickú guľu ZTA ako tesnenie na dosiahnutie-bezporuchovej prevádzky počas 18 000 hodín pri teplote 950 stupňov .
Ekonomická analýza keramickej gule ZTA
Z hľadiska obstarávacích nákladov je cena guľôčky z tvrdeného oxidu hlinitého zirkónom 2-3 krát vyššia ako cena guľôčky z oxidu hlinitého. Výpočet nákladov na celý životný cyklus však ukazuje, že v ťažkých scenároch, ako je drvenie mín, sa náklady na výmenu guľôčok z oxidu hlinitého tvrdeného zirkónom môžu znížiť až o 45 % vďaka predĺženej životnosti. Prípad rekonštrukcie výrobnej linky na výrobu cementu ukazuje, že po prijatí brúsneho telesa ZTA sa ročné náklady na údržbu znížia o 28 % a prestoje zariadenia sa znížia o 60 %.
Stručne povedané, guľôčky z oxidu hlinitého sú vhodné na nákladovo-efektívny výber v bežných pracovných podmienkach, zatiaľ čo guľôčky z tvrdeného oxidu hlinitého so zirkónom Zta majú významné výhody v extrémnych pracovných podmienkach.
