Ikut saya: 
Adakah Galas Seramik Penuh Berbaloi untuk Dilaburkan?
Galas seramik penuh adalah tahan haus, tahan kakisan, dan mempunyai kelajuan tinggi. Ia juga bukan magnet, mempunyai pekali geseran yang rendah, anti-elektrik, tahan kakisan, lebih ringan, licin dan lebih keras. Ia telah digunakan secara meluas dalam persekitaran yang sangat keras atau keadaan kerja khas, seperti aeroangkasa, petrokimia dan peralatan elektronik. Galas seramik penuh ialah sejenis galas yang gelang dan elemen penggeleknya diperbuat daripada bahan seramik seperti zirkonium oksida (ZrO2), silikon nitrida (Si3N4), dan silikon karbida (Sic); terdapat banyak jenis penahan, dan bahan pembuatan biasa termasuk polytetrafluoroethylene, nilon 66, polyetherimide, zirkonium oksida, silikon nitrida, keluli tahan karat, atau aluminium penerbangan khas. Blog ini akan memperkenalkan kelebihan, jenis dan perbandingan dengan galas keluli galas seramik Penuh secara terperinci, serta penerokaan menyeluruh sama ada Penuh galas seramik berbaloi untuk melabur.
Galas seramik penuh mempunyai banyak kelebihan berbanding galas logam tradisional, termasuk prestasi berkelajuan tinggi, geseran rendah, rintangan kakisan dan ketahanan. Ia digunakan secara meluas dalam persekitaran yang keras daripada mesin berkelajuan tinggi kepada peralatan pemprosesan kimia dan relau suhu tinggi.
①. Elakkan kakisan semasa
Apabila motor sedang berjalan, perbezaan potensi antara kedua-dua hujung aci atau antara aci dipanggil voltan aci, dan arus aci yang terhasil boleh menyebabkan kerosakan pada raceway dan elemen bergolek dan penuaan pelincir. Galas seramik penuh boleh menghalang laluan arus dan mempunyai keupayaan penebat tahan lama daripada galas bersalut seramik. Dalam aplikasi penjana turbin angin, galas seramik penuh sering dinyatakan.
②. Kelajuan tinggi
Ketumpatan unsur penggelek silikon nitrida adalah 60% lebih rendah daripada unsur penggelek keluli galas dengan saiz yang sama. Berat yang lebih ringan dan inersia menghasilkan prestasi kelajuan yang lebih tinggi, yang menjadikan keupayaan galas untuk memulakan dan berhenti dengan cepat menonjol. Di samping itu, galas seramik penuh mempunyai sifat pelincir diri bebas minyak dan pekali geseran yang rendah, jadi galas bebola seramik mempunyai kelajuan yang sangat tinggi.
③. Panjang umur
Haba yang dihasilkan oleh geseran dalam galas seramik penuh adalah rendah, terutamanya pada kelajuan tinggi, yang membantu memanjangkan hayat perkhidmatan galas dan memanjangkan selang pelinciran semula, yang boleh mengurangkan kerugian masa henti dan kos penyelenggaraan yang disebabkan oleh penyelenggaraan galas.
④. Kekerasan tinggi dan keliatan tinggi
Elemen gelek seramik mempunyai kekerasan yang lebih tinggi dan keliatan yang sangat baik. Gabungan kedua-dua ciri ini boleh mendapatkan kekasaran permukaan yang lebih baik, dan boleh menghalang kerosakan daripada zarah dan kesan keras luaran, dan mempunyai rintangan haus yang kuat.
⑤. Kekakuan yang lebih tinggi
Kekukuhan galas merujuk kepada tahap ubah bentuk elastik galas di bawah beban. Kekakuan mempengaruhi pelbagai aspek getaran galas, bunyi bising, hayat dan ketepatan putaran, dan merupakan parameter prestasi penting dalam analisis galas. Kekerasan galas seramik penuh adalah 1 kali lebih tinggi daripada keluli galas, dan modulus elastik adalah kira-kira 1/3 lebih tinggi.
⑥. Rintangan suhu tinggi
Elemen gelek seramik mempunyai pekali pengembangan haba yang lebih rendah. Pekali pengembangan terma yang kecil membantu mengurangkan kepekaan terhadap perubahan suhu, dengan itu menghalang kesesakan. Dalam persekitaran suhu tinggi, galas seramik penuh boleh berfungsi dengan pasti pada 800-1000°C tanpa pengembangan yang disebabkan oleh perbezaan suhu.
Jenis Galas Seramik Penuh
Galas seramik penuh ZrO2 mempunyai rintangan yang sangat baik terhadap suhu tinggi dan rendah, tekanan tinggi, kakisan, penebat magnet, dan pelinciran diri. Mereka boleh beroperasi dalam persekitaran khas. Galas seramik Zirkonia (ZrO2) tanpa penahan boleh digunakan dalam persekitaran sehingga 400 ℃.
Galas seramik penuh Si3N4 mempunyai semua sifat galas seramik penuh ZrO2, ditambah faedah tambahan seperti ringan, sangat tahan haus dan mempunyai kekerasan yang tinggi. Berbanding dengan galas seramik penuh ZrO2, galas seramik penuh Si3N4 sesuai untuk aplikasi berkelajuan tinggi dan beban tinggi dan boleh menahan suhu yang lebih tinggi. Mereka menawarkan kekuatan suhu tinggi yang baik, rintangan pengoksidaan mekanikal, kapasiti beban suhu tinggi, dan rintangan kepada gas menghakis. Galas seramik Si3N4 tanpa penahan boleh beroperasi dalam persekitaran sehingga 1100 ℃.
Galas seramik penuh silikon karbida (SiC) menawarkan rintangan kakisan kimia yang lebih tinggi, kekuatan yang lebih baik, kekerasan yang lebih tinggi dan rintangan haus yang lebih besar berbanding dengan bahan seramik yang lain. Mereka juga mempunyai sifat geseran yang rendah dan sesuai untuk suhu tertinggi. Galas seramik SiC tanpa penahan boleh digunakan dalam persekitaran sehingga 1400 ℃.
Galas Seramik Al2O3
Galas seramik alumina (Al2O3) menggunakan seramik alumina dengan kandungan alumina 99%. Unsur-unsur penggulungan juga diperbuat daripada seramik alumina. Galas seramik Al2O3 tanpa penahan boleh beroperasi dalam persekitaran sehingga 1400 ℃.
Galas Seramik Penuh Bola Pelengkap Penuh
Bebola pelengkap penuh galas seramik penuh mempunyai takuk pada satu sisi, membenarkan bola seramik dimuatkan daripada struktur standard kerana ketiadaan sangkar. Ini meningkatkan kapasiti beban mereka dan mengelakkan pengehadan bahan sangkar, mencapai rintangan kakisan dan ketahanan suhu galas seramik penuh sangkar seramik. Galas ini tidak sesuai untuk kelajuan tinggi, dan semasa pemasangan, takuk harus diletakkan pada sisi yang tidak menanggung beban paksi.
Cabaran Galas Seramik Penuh
Proses pengeluaran galas seramik melibatkan pelbagai proses, termasuk penyediaan bahan mentah, pengacuan, pensinteran, dan kemasan, dan setiap proses mempunyai kesan penting ke atas prestasi produk akhir. Kerumitan proses pengeluaran bukan sahaja meningkatkan kos pengeluaran, tetapi juga meletakkan keperluan yang lebih tinggi pada kawalan proses pengeluaran.
Kos yang tinggi.
Kos pengeluaran bahan seramik agak tinggi, terutamanya disebabkan oleh bahan mentah yang mahal bahan seramik dan proses pengeluaran yang kompleks. Proses penyediaan bahan seramik berprestasi tinggi seperti zirkonium oksida (ZrO2), silikon nitrida (Si3N4) dan silikon karbida (SiC) memerlukan pensinteran suhu tinggi dan pemesinan ketepatan, yang bukan sahaja memakan masa dan tenaga, tetapi juga memerlukan peralatan yang mahal dan sokongan teknikal. Oleh itu, kos galas seramik yang tinggi telah menjadi halangan utama kepada promosi dan penggunaannya.
Sukar untuk dihasilkan
Bahan seramik mempunyai kekerasan yang tinggi dan keliatan rendah, yang menjadikannya sukar untuk diproses. Teknologi pemprosesan logam tradisional sering tidak berfungsi dalam pemprosesan bahan seramik, yang terdedah kepada kerosakan bahan atau kesilapan pemprosesan. Di samping itu, kerapuhan bahan seramik menjadikannya mudah retak dan pecah semasa pemprosesan, meningkatkan kerumitan dan risiko pemprosesan.
Kerana patah rapuh
Walaupun galas seramik mempunyai rintangan suhu tinggi yang sangat baik, rintangan kakisan dan sifat geseran yang rendah, kerapuhan dan rintangan hentaman bahan seramik adalah lemah dalam beberapa persekitaran yang melampau, yang mengehadkan julat penggunaannya. Sebagai contoh, dalam persekitaran impak tinggi dan getaran tinggi, galas seramik mungkin gagal disebabkan oleh keretakan rapuh.
Galas seramik penuh telah menjadi komponen utama yang sangat diperlukan dalam industri moden dengan prestasi cemerlang dan prospek aplikasi yang luas. Walaupun pelaburan awal mereka tinggi, hayat perkhidmatan yang panjang dan kos penyelenggaraan yang rendah menjadikan mereka menjimatkan dalam penggunaan jangka panjang. Terutamanya dalam persekitaran yang keras seperti suhu tinggi, tekanan tinggi, dan kekakisan, kelebihan galas seramik penuh adalah jelas.
Prestasi yang cemerlang
Mengambil silikon nitrida Galas seramik penuh sebagai contoh, seramik silikon nitrida ialah seramik berstruktur dengan prestasi komprehensif yang sangat baik dan banyak sifat unik, yang menjadikannya digunakan secara meluas dalam teknologi moden. Seramik silikon nitrida mempunyai kekuatan dan kekerasan mekanikal yang sangat tinggi, setanding dengan korundum, dan pelincir sendiri dan tahan haus. Pada suhu bilik, kekuatan lenturannya juga boleh setinggi 980MPa, yang setanding dengan keluli aloi. yang penting, kekuatannya tidak akan berkurangan walaupun pada suhu tinggi 1200℃. Seramik silikon nitrida mempunyai kestabilan haba yang sangat baik, pekali pengembangan haba yang kecil, dan kekonduksian terma yang sangat baik, jadi ia mempunyai rintangan kejutan haba yang baik. Malah kejutan haba dari suhu bilik hingga 1000 ℃ tidak akan menyebabkannya retak.
| Sifat Biasa | Al2O3 | ZrO2 | Si3N4 | SiC | Bearing Steel |
|---|---|---|---|---|---|
| Ketumpatan (kg/m^3) | 3250 | 3100 | 3900 | 3200 | 7800 |
| Modulus Elastik (GPa) | 310 | 210 | 320 | 420 | 210 |
| Kekuatan Mampatan (MPa) | > 3500 | 2000-2500 | 2000-2700 | 2000 | - |
| Kekuatan lenturan (MPa) | 700-1000 | 500-900 | 500-900 | 300-600 | 1000 |
| Keliatan Patah (MPa·m^1/2) | 3-5 | 8-12 | 6-10 | 3-5 | 16-20 |
| Kekerasan (GPa) | 14-18 | 10-13 | 18-20 | 24-28 | 8 |
| Pekali Pengembangan Terma (10^-6/K) | 4-8 | 10-12 | 2-4 | 3-5 | 12 |
| Kekonduksian Terma (W·m^-1·K^-1) | 20 | 2 | 30 | 100 | 30 |
| Haba Tentu (J·kg^-1·K^-1) | 800 | 500-700 | 800 | 880 | 450 |
| Suhu Operasi Maksimum (℃) | 1050 | 500-800 | 1250 | 1250 | 400-600 |
| Rintangan Pengoksidaan | Tinggi | sederhana | Tinggi | Sangat Tinggi | Sangat Tinggi |
| Mod Kegagalan | Patah Rapuh | Patah Rapuh | Patah Rapuh | Patah Rapuh | Patah Mulur |
Jadual ini memberikan gambaran keseluruhan perbandingan sifat utama seramik perindustrian (Al2O3, ZrO2, Si3N4, SiC) dan keluli galas, menonjolkan perbezaannya dalam ketumpatan, kekuatan mekanikal, sifat terma dan mod kegagalan.
Seramik silikon nitrida mempunyai kestabilan kimia yang sangat baik dan boleh menahan kakisan daripada hampir semua asid tak organik (kecuali asid hidrofluorik) dan larutan soda kaustik dengan kepekatan di bawah 30%. Pada masa yang sama, mereka juga mempunyai toleransi yang baik terhadap kakisan daripada banyak bahan organik. yang penting, ia tidak membasahi pelbagai penyelesaian logam bukan ferus, terutamanya cecair aluminium, dan boleh menahan sinaran yang kuat. Seramik silikon nitrida mempunyai ketumpatan rendah dan graviti tentu yang rendah, hanya 2/5 keluli, dan mempunyai penebat elektrik yang baik.
Melincirkan diri
Galas seramik penuh boleh berfungsi dengan baik tanpa menggunakan pelincir, jadi aplikasi dalam pam kriogenik membolehkan penyelidik mengelakkan pengaruh perubahan kelikatan pelincir pada operasi normal galas. Galas kriogenik digunakan terutamanya dalam pelbagai jenis pam cecair, seperti pam gas asli cecair, pam nitrogen cecair (hidrogen, oksigen), pam butana, dll. Peranti ini perlu mengekalkan prestasi yang stabil dan jangka hayat yang panjang dalam persekitaran suhu rendah, dan seramik. galas telah menjadi bahagian yang sangat diperlukan bagi peranti ini kerana prestasi dan kebolehsuaian yang sangat baik. Galas seramik juga telah digunakan secara meluas dalam peralatan seperti pam cecair untuk roket dan peluru berpandu dan kapal angkasa. Peranti ini perlu beroperasi dalam persekitaran yang sangat keras, dan galas seramik mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik dan keupayaan untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran suhu tinggi dan rendah, menjadikannya pilihan ideal untuk peranti ini.
Kes Permohonan - MRI
Pengimejan resonans magnetik (MRI) ialah teknologi pengimejan yang digunakan secara meluas dalam penyelidikan perubatan dan saintifik. Ia sering dikaitkan dengan pengimbas MRI di hospital, yang menggunakan medan magnet yang kuat untuk menghasilkan imej dua dimensi dan tiga dimensi badan manusia atau objek hidup lain. Dalam pengimbas MRI, semua peralatan yang digunakan mestilah bukan magnet untuk mengelakkan gangguan pada imej. Oleh itu, galas keluli tradisional tidak sesuai dalam senario ini kerana kemagnetannya boleh menjejaskan kualiti imej. Galas seramik bukan magnet sangat sesuai digunakan di dalam pengimbas MRI. Kelebihan galas seramik ialah ia sangat bukan magnet dan oleh itu tidak menyebabkan sebarang gangguan pada imbasan MRI. Di samping itu, galas seramik juga mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik dan kekerasan yang tinggi, yang boleh mengekalkan prestasi yang stabil dalam persekitaran yang keras.
Kes Permohonan - Bilik Bersih
Bilik bersih ialah persekitaran yang sangat hampir dengan bebas habuk, memberikan penyelidik keadaan bebas pencemaran untuk menyediakan dan mengukur instrumen, peralatan atau bahan kecil. Walau bagaimanapun, keupayaan untuk mengekalkan persekitaran bebas habuk ini sering dicabar, terutamanya kerana pelincir dalam galas keluli standard secara beransur-ansur dilepaskan ke alam sekitar. Fenomena ini boleh menjejaskan kawalan kebersihan bilik bersih. Galas seramik penuh menyediakan penyelesaian. Kerana ia boleh beroperasi tanpa pelincir, galas seramik menghasilkan hampir tiada geseran semasa operasi, dan permukaan boleh dibuat sangat licin, sekali gus mencapai operasi tanpa pelincir. Di samping itu, tidak seperti galas keluli tahan karat, galas seramik penuh tidak menghasilkan pengumpulan haba di dalam galas, jadi pelinciran tidak diperlukan untuk membantu menghilangkan haba.
Penggunaan galas seramik tanpa pelincir boleh menghapuskan sepenuhnya masalah keluar gas yang disebabkan oleh galas keluli, dengan itu mengekalkan kawalan kebersihan bilik bersih. Galas seramik penuh bukan sahaja berjalan lancar, tetapi juga memberikan prestasi yang stabil dan boleh dipercayai dalam bilik bersih. Oleh itu, galas seramik memainkan peranan penting dalam mengekalkan kebersihan dan keupayaan kawalan bilik bersih.
Kesimpulan
Galas seramik penuh mempunyai kelebihan seperti rintangan suhu tinggi, rintangan kakisan, dan penebat elektrik, tetapi ia juga menghadapi cabaran kos yang jauh lebih tinggi daripada galas keluli dan kapasiti galas beban yang agak rendah. Untuk aplikasi khas, seperti suhu tinggi, tekanan tinggi, kakisan, ketepatan, bersih dan persekitaran kerja lain, Galas Seramik Penuh berbaloi untuk dilaburkan.