Tribologisk keramik, også kaldet slidbestandig keramik, keramiske materialer, der er resistente over for friktion og slid. De anvendes i en række industrielle og indenlandske anvendelser, herunder mineralforarbejdning og metallurgi. Denne artikel undersøger de vigtigste tribologiske keramiske materialer og deres anvendelsesområder.
Slidbestandigt keramik
Væsentlige egenskaber
Der er to grundlæggende mekanismer for tribologisk slid - hindring af slid og gnidning af slid. Ved slid, påvirker og eroderer partiklerne overfladen. Dette er den største slidmekanisme, der forekommer i mineralhåndtering. Gnidningsslitage på den anden side forekommer, når to materialer under belastning glider mod hinanden. Dette slid forekommer i sådanne anordninger som roterende aksler, ventilsæder og metalekstrudering og trækpresser. Keramik er velegnet til at modstå disse mekanismer, fordi de på grund af de stærke kemiske bindinger, der holder dem sammen, har en tendens til at være ekstremt hårde og stærke. Disse egenskaber er vigtige for tribologiske anvendelser, men tribologisk keramik udviser også andre vigtige egenskaber - især bemærkning, elasticitet, sejhed, termisk ekspansion og termisk ledningsevne. Som beskrevet nedenfor er der udviklet keramik såsom transformationshærdet zirkoniumoxid med mikrostrukturer, der tilvejebringer en afvejning mellem styrke og sejhed. Sådanne materialer, skønt svagere end deres konventionelle keramiske modstykker, kan være meget slidstærk på grund af deres forbedrede sejhed. Varmeudvikling under slid kan føre til problemer med termisk stød, medmindre de anvendte keramikker har lave termiske ekspansionskoefficienter (for at reducere termiske spændinger) eller høje termiske ledningsevner (for at lede varmen væk).
Materialer
Den mest anvendte tribologiske keramik er grovkornet aluminiumoxid (aluminiumoxid, AI 2 O 3), der skylder sin popularitet til dets lave fremstillingsomkostninger. Alumina er dog modtagelig for udtrækning af korn; dette fører til en svækket overflade, der kan erodere endnu hurtigere. Endvidere bliver løsgjorte kerner, der har skarpe kanter, slibende partikler til at blive slidt andetsteds. Slidte overflader af aluminiumoxid har derfor en tendens til at have et mat (ru) udseende.
Keramiske matrixkompositter repræsenterer en forbedring i forhold til aluminiumoxid i, at store primære kerner (f.eks. Siliciumcarbid [SiC]), som ikke let løsnes, kombineres med en mere kompatibel matrix (f.eks. Silica [Si], siliciumnitrid [Si 3 N 4] eller glas), der modstår mikrokrakning. Keramik, der er hærdet med snørre, fibre eller transformerende faser repræsenterer en endnu større forbedring. Ved transformationshærdet zirkoniumoxid (TTZ) for eksempel inducerer overfladespændinger, der opstår under slid, hærderpartiklerne til at transformere, hvilket sætter overfladen i komprimering. Denne transformation styrker ikke kun overfladen, men partikler, der trækker ud, har en tendens til at være inden for submicrometerområdet. I så ekstremt små størrelser polerer de snarere end at skrabe overfladen. Slidte TTZ-overflader har derfor en tendens til at poleres snarere end at blive matet. Selvom omkostningerne ved konstruktion af disse mikrostrukturer er meget højere end for konventionel aluminiumoxid, realiseres materialernes konkurrencefordel i deres stærkt forbedrede levetid.
![The Birds film af Hitchcock [1963]](https://images.thetopknowledge.com/img/entertainment-pop-culture/8/birds-film-hitchcock-1963.jpg "The Birds film af Hitchcock [1963]")
