Aluminijum keramička kugla (Al₂O₃) i cirkonijum kaljena aluminijum keramička kugla (ZTA) se široko koriste u industrijskom polju keramičkih materijala i imaju svoje karakteristike u performansama. Ovaj rad će napraviti komparativnu analizu iz tri dimenzije karakteristika materijala, scenarija primjene i ekonomičnosti kako bi se pružila osnova-odlučivanja za inženjerski odabir.
Poređenje svojstava materijala
Što se tiče fizičkih svojstava, kuglice glinice pokazuju gustinu veću od 92%, tvrdoća po Rockwellu dostiže HRA85-90, ali otpornost na lom je samo 3,5-4,0 MPa ·m¹/². ZTA uvodi 15-20% cirkonijum oksida (ZrO₂), uz zadržavanje tvrdoće HRA88-92, žilavost loma je povećana na 6,0-8,0 MPa·m¹/², a čvrstoća na savijanje je povećana za 30% na 450MPa.
Razlike u primjeni
Uz visoku cijenu, kuglice od glinice se široko koriste u scenarijima niskog-opterećenja kao što su mašine za papir i ventili hemijskih pumpi. ZTA Keramička kugla u primjeni ploče za oblaganje rudničke drobilice, vijek trajanja je do 2,3 puta veći od obične kuglice od glinice, posebno pogodna za jake udarce, ekstremne uvjete visokog trošenja.
Što se tiče temperaturne prilagodljivosti, kuglica glinice može raditi stabilno na 800 stepeni C, a temperatura toplotnog šoka ZTA je povećana na 1200 stepeni C zbog karakteristika faznog prelaza cirkonija. Sistem za tretman dimnih gasova termoelektrane koristi ZTA keramičku kuglu kao zaptivke za postizanje-bez problema u radu tokom 18.000 sati na 950 stepeni.
Ekonomska analiza ZTA Keramičke kugle
Iz perspektive troškova nabavke, cijena kuglice od glinice od cirkonijuma je 2-3 puta veća od cijene kugle od glinice. Međutim, kalkulacija troškova punog životnog ciklusa pokazuje da u teškim scenarijima, kao što je drobljenje rudnika, trošak zamjene cirkonij ojačanih kuglica aluminijuma može biti smanjen za do 45% zbog produženog vijeka trajanja. Slučaj renoviranja linije za proizvodnju cementa pokazuje da se nakon usvajanja ZTA tijela za mljevenje, godišnji trošak održavanja smanjuje za 28%, a vrijeme zastoja opreme za 60%.
Ukratko, kuglice od glinice su pogodne za isplativ odabir u konvencionalnim radnim uslovima, dok kuglice od kaljenog aluminijuma sa cirkonijumom Zta imaju značajne prednosti u ekstremnim radnim uslovima.
