影響無機材料強度的因素是多方面的。材料強度的本質(zhì)是內(nèi)部質(zhì)點間的結(jié)合力，在晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的情況下，控制材料強度的主要參數(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)，主要與材料的晶界能、結(jié)合性和缺陷有關(guān);裂紋尺寸C是一個控制強度的主要參數(shù)。

　　因此要提高材料的強度和韌性，應(yīng)該主要從消除缺陷和改善界面、阻止裂紋擴展入手。以上就是耐磨陶瓷涂料應(yīng)用的基礎(chǔ)理論依據(jù)。

　　二、耐磨陶瓷涂料概念及特性

　　通常來說，耐磨陶瓷涂料是一種非金屬膠凝材料，它耐腐蝕、高穩(wěn)定性的非金屬原料經(jīng)嚴(yán)格的工藝配比和先進(jìn)的無機聚合技術(shù)制成的一種粉狀陶瓷材料。采用人工或機械方式涂抹在設(shè)備內(nèi)襯或表面，經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，在常溫下幾天內(nèi)即可達(dá)到陶瓷的結(jié)合強度和硬度，故名耐磨陶瓷涂料。

　　耐磨陶瓷涂料具有如下幾項重要特性：

　　1、陶瓷耐磨涂料具有很高的機械強度和剛度。它的密度大，無大的宏觀缺陷，可有效抵御物料的沖擊力和剪切應(yīng)力。

　　2、陶瓷耐磨料具有優(yōu)良的韌性和抗震性。由于它采用無定向剛纖維和定向網(wǎng)狀增強措施，通過耦合進(jìn)一步改善韌性，所以斷裂韌性強。由于離子鍵和其共價鍵為強結(jié)合鍵，鍵能比較高，低溫對其影響很小，而且它的振動頻率極高，常溫難以對其構(gòu)成威脅，不會產(chǎn)生熱震損毀。

　　3、耐磨陶瓷涂料一般采用雙重補強甚至是多種補強措施，有效地改善了材料性能。而且陶瓷材料低的膨脹系數(shù)等，使其體積穩(wěn)定，不可能產(chǎn)生裂縫，因而整體性好。

　　4、染耐磨陶瓷涂料為無機非金屬材料，主要成份為硅酸鹽，和地球巖石圈成份相近，不會造成土質(zhì)惡化和重金屬離子污染，不會影響生態(tài)環(huán)境，是一種綠色環(huán)保型的產(chǎn)品。

　　三、耐磨陶瓷涂料設(shè)計制造的主要技術(shù)思路簡介

　　在設(shè)計、生產(chǎn)耐磨陶瓷材料時，目前主要依據(jù)下文簡述的幾個技術(shù)方向去選擇原材料和設(shè)計加工工藝：

　　1涂料應(yīng)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。共價鍵、離子鍵結(jié)合的晶體，由于結(jié)合力較強，通常有較高的彈性模量。因此要想獲得高強耐磨材料，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。例如：剛玉、碳化硅、碳化鈦、硼化鈦和硼化鋯等粉體材料，被廣泛地應(yīng)用于耐磨陶瓷涂料中。

　　2涂料應(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，有極高的機械強度和耐磨性，是傳統(tǒng)陶瓷所無法比擬的。特別是近些年出現(xiàn)的各種纖維和晶須，具有完整的晶體結(jié)構(gòu)，幾乎無缺陷，強度可以提高一個數(shù)量級。

　　3采用微細(xì)顆粒增強襯體的機械強度。

　　當(dāng)在陶瓷材料中加入高強顆粒時，材料抵抗應(yīng)力誘發(fā)的裂紋擴張會得到明顯的改善。裂紋在應(yīng)力的作用下發(fā)生擴展遇到顆粒時，由于顆粒極高的強度和小的膨脹系數(shù)，裂紋被“釘”扎住，要繼續(xù)擴展必須要求更大的能量去穿透顆?；虬l(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，材料的強度和耐磨性得到顯著地提高，可以增加耐磨材料的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。

　　4化學(xué)強化材料的強度和韌性。

　　為了提高耐磨陶瓷涂料養(yǎng)護(hù)期的強度和促進(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。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)的壓應(yīng)力，從而提高材料的屈服強度和斷裂韌性?；瘜W(xué)強化是現(xiàn)代材料發(fā)展的一個重要方向，具有很強的可操作性，而且非常有效。

　　小結(jié)：

　　在各種粉體生產(chǎn)線上(特別是非金屬礦物粉體生產(chǎn)線)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。例如磨機出口風(fēng)管、選粉機、球磨機溜槽、下料斗、各種閥門內(nèi)腔、閘板及輸送管道等等。耐磨陶瓷涂料有極好的耐磨性能，是立磨、輥壓機、選粉機、粉體管道閥門和粉料輸送管道內(nèi)襯的理想材料。

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