Kao dobavljač ZTA (cirkonije učvršćena alumina) keramike, često se pita o otporu korozije ZTA keramike. U ovom blogu postupit ću u detalje onoga što čini ZTA keramičku otpornost na koroziju, njegove primjene u korozivnim okruženjima i kako se uspoređuje sa drugim materijalima.
Razumijevanje ZTA keramike
ZTA Keramic je kompozitni materijal koji kombinira alumina (al₂o₃) sa cirkonijem (zro₂). Alumina je dobro - poznati keramički materijal koji se ceni za svoju visoku tvrdoću, otpornost na habanje i hemijsku stabilnost. Cirkonija, s druge strane, ima odličnu žilavost i fazu - karakteristike transformacije. Kad se ova dva materijala kombiniraju, ZTA keramika nasljeđuje najbolja svojstva oboje.
Dodavanje cirkonije do alumina u ZTA keramiku pomaže u poboljšanju žilavosti loma kroz mehanizam pod nazivom TOCKSACT TOUGHING. Kad se pukotina propagira kroz keramiku, čestice cirkonije prolaze faznu transformaciju koja upija energiju i inhibira rast pukotina. To rezultira keramičkim materijalom koji nije samo težak i trošeći - otporan, ali i otporniji na lom.
Mehanizmi otpornosti na koroziju ZTA keramike
Hemijska stabilnost sastojki
Alumina je visoko hemijski stabilan materijal. Ima snažne jonske obveznice između aluminijskih i kiseoničkih atoma, što ga čini otpornim na mnoge hemijske napade. Alumina je inertna do većine kiselina, alkalije i organske otapala na sobnoj temperaturi. Cirkonija takođe ima dobru hemijsku stabilnost, posebno u kiselim i neutralnim okruženjima. Na svojoj površini čini pasivni oksidni sloj koji ga štiti od daljnje korozije.
Otpornost na mikrostrukturu i koroziju
Mikrostruktura ZTA keramike igra ključnu ulogu u njegovom otporu korozije. Jedinstvena distribucija čestica cirkonije u matrici alumina stvara prepreku difuziji korozivnih vrsta. Mala veličina zrna ZTA keramika također smanjuje broj granica žita, koji su potencijalne web stranice za inicijaciju korozije. Uz to, snažna međufacijalna veza između faza alumina i cirkonije povećava ukupni integritet materijala, što otežava korozivne agense da prodire.
Prijave u korozivnom okruženju
Hemijska prerađivačka industrija
U industriji kemijskih prerađivanja, ZTA keramičke komponente široko se koriste zbog odličnog otpora korozije. Na primjer,ZTA keramičke pločiceMože se koristiti kao obloge za kemijske spremne spremnike, cijevi i reaktore. Ove pločice štite temeljne metalne konstrukcije iz korozivnih hemikalija kao što su sumporna kiselina, hidrouklor kiselina i natrijum hidroksid. Visoka tvrdoća ZTA keramike osigurava i da su obloge otporne na abraziju uzrokovanu protoku krutih - sadrže tekućine.
Morsko okruženje
Morski okruženje je vrlo korozivno zbog prisutnosti slane vode, kisika i raznih mikroorganizama. ZTA Keramic se može koristiti u morskim aplikacijama kao što su osovina propelera, rotora pumpe i komponente ventila. Otpornost na koroziju ZTA Keramika pomaže proširiti životnog vijeka ovih komponenti, smanjujući troškove održavanja i poboljšanje pouzdanosti morske opreme.
Pročišćavanje otpadnih voda
U postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda, ZTA keramičke komponente koriste se u pumpama, cijevima i filtrima. Otpadne vode često sadrže različite korozivne tvari poput teških metala, kiselina i alkalisa. Otpor ZTA keramika na koroziju i habanje čini ga idealnim materijalom za ove aplikacije, osiguravajući efikasan i dugoročno radno vrijeme tretmana.
Poređenje sa drugim materijalima
Nehrđajući čelik
Nehrđajući čelik je obično korišten materijal u mnogim industrijskim primjenama. Iako ima dobru otpornost na koroziju u nekim sredinama, može biti osjetljiva na koroziju i stres koji se mogu pucati - pucanje korozije u prisustvu hloridnih jona. ZTA keramika, s druge strane, vrlo je otporna na klorid - izazvanu koroziju i može izdržati agresivnije hemijsko okruženje.
Tradicionalna keramika
Tradicionalna keramika poput alumina ili cirkonije mogu imati istu kombinaciju nekretnina kao ZTA keramike. Alumina ima visoku tvrdoću, ali relativno nisku žilavost, dok cirkonia ima dobru žilavost, ali možda nije toliko teška kao ZTA keramika. ZTA Keramic kombinira najbolje od oba svijeta, nudeći vrhunsku otpornost na koroziju, tvrdoću i žilavost u odnosu na pojedinačnu - fazu keramiku.
Čimbenici koji utiču na otpor korozije
Temperatura
Može utjecati na otpornost na koroziju ZTA keramike. Na visokim temperaturama mogu se ubrzati hemijske reakcije između keramičkih i korozivnih agenata. Međutim, ZTA keramika uglavnom ima dobru toplinsku stabilnost, a njen otpor korozijom i dalje je relativno visok čak i na povišenim temperaturama.
Korozivna koncentracija agenta
Koncentracija korozivnog agenta također igra ulogu u otporu korozije ZTA keramike. Veće koncentracije korozivnih agenata mogu povećati stopu korozije. Međutim, ZTA Keramić još uvijek može zadržati svoj integritet u relativno visokom - koncentracionom korozivnom okruženju u odnosu na mnoge druge materijale.
Zaključak
Zaključno, ZTA Keramic je visoko korozija - otporan na kaznu stabilnost svojih birača, njegove jedinstvene mikrostrukture i kombinacije nekretnina iz Alumina i cirkonije. Njegove primjene u korozivnom okruženju kao što su hemijska prerađivačka industrija, morsko okruženje i pročišćavanje otpadnih voda su opsežne. U odnosu na ostale materijale poput nehrđajućeg čelika i tradicionalne keramike, ZTA Keramic nudi vrhunsku kombinaciju otpornosti na koroziju, tvrdoću i žilavosti.
Ako vam je potreban ZTA keramički proizvodi za vaše korozivne - okolišne aplikacije, pozivam vas da nas kontaktirate za nabavku i daljnje rasprave. Imamo širok spektar ZTA keramičkih proizvoda, uključujućiZTA keramičke pločice, a naš tim stručnjaka može vam pružiti najbolja rješenja prilagođena vašim specifičnim potrebama.
Reference
- RF Speyer, "Cirkonija - okačana alumina (ZTA) kompoziti", enciklopedija materijala: nauka i tehnologija, 2001.
- WA Lavernia, "Keramički matrični kompoziti", priručnik za ASM, svezak 21: Kompoziti, 2001.
- BR travnjak, "prelom krhkih čvrstih čvrstih", Univerzitet Cambridge, 1993.