氮化硅结合碳化硅简介(SNBSC)技术详解-（11） SNBSC 作为工业耐磨陶瓷

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11 SNBSC 作为工业耐磨陶瓷

SNBSC 自发明以来主要用于耐火材料行业，但在工业耐磨应用中也得到了越来越广泛的应用。作为耐磨陶瓷，SNBSC 的性能与氧化铝相似，而RSSC和DSSC的性能远超过这两者。

• SNBSC 据称在磨损/成本方程上可以有效地与氧化铝竞争。它们的生产成本和磨损性能都相当。

• SNBSC 的成本并不比 RSSC 便宜得多，也许是 RSSC 成本的三分之二，但它的磨损性能却远远低于 RSSC。然而，SNBSC 不需要非常重要的工业知识才能制造。这与 RSSC 形成鲜明对比，RSSC 具有复杂的制造工艺，需要大量先进的未发表的工业知识。因此，SNBSC 一直在蚕食传统上由 RSSC 主导的耐磨陶瓷领域。

• SNBSC 采用净形工艺生产，磨损性能与氧化铝相当。与 SNBSC 不同，氧化铝在烧结过程中会发生显著收缩，所有与之相关的尺寸公差问题都会出现。因此，鉴于氧化铝在耐磨领域传统上占据的很大市场份额，SNBSC 一直在蚕食传统上由氧化铝主导的耐磨陶瓷领域。

图 9 显示了 SNBSC、氧化铝、RSSC 和 DSSC 的比较磨损性能。

在采矿行业，水力旋流器衬里是耐磨陶瓷应用中最重要的应用之一，无论是在使用陶瓷的体积方面，还是在水力旋流器内部极端磨损环境方面。水力旋流器中的磨损模式是湿式冲刷。此外，湿式冲刷是所有浆料处理设备的主要磨损机制，从泵到管道到阀门和孔口。因此，湿式冲刷抗性可能是图 9 中三个磨损参数中最最重要的。图 9 中可以看到湿式冲刷抗性的显着差异。NSBC 的湿式冲刷抗性约为 96% 氧化铝的两倍，但仅为 RSSC 的 20%，约为 DSSC 的 10%。这是一个明确的迹象，表明这四种陶瓷在采矿行业和其他浆料处理行业作为耐磨材料的相对有效性。

全球 5000 亿美元的采矿和矿物加工行业使用各种磨损性能的大量耐磨陶瓷。这是由于该行业遵循的设计原则，即设计陶瓷耐磨衬里系统，使整个耐磨衬里具有相同的使用寿命。因此，在高磨损区域使用最高耐磨性陶瓷，在中等磨损和低磨损区域使用中等磨损和低磨损陶瓷。这意味着一次计划维护事件可以维护整个系统。这种陶瓷耐磨性谱（白色铸铁和熔融铸造玄武岩到低纯度氧化铝到高纯度氧化铝到 SiC）是耐磨陶瓷工程中的重要原理。在这个谱系中，SNBSC占据了氧化铝服务的位置。

冲刷磨损是指颗粒流撞击固体表面而导致的磨损。冲刷磨损的程度取决于颗粒流的速度、密度、粒度和角度。

湿喷砂磨损（泥浆磨损）与喷砂角度密切相关。最具比较意义的数据是90度（最严重情况）下的数据。干喷砂磨损也与喷砂角度密切相关。图9中的数据主要来自90度或接近90度的最严重喷砂角度的来源。滑动磨损通常通过盘磨测试或其变体进行。滑动磨损主要与矿石滑槽、传送带和其他干式滑动矿石处理设备相关。

总而言之，图9得出以下总体结论：

• DSSC和RSSC在干喷砂和滑动磨损方面都比较相似。差异将取决于单个测试样品的质量。

• DSSC在湿喷砂（泥浆磨损）方面约为RSSC的两倍。

• SNBSC在滑动磨损方面与DSSC和RSSC相差不大。然而，在喷砂磨损（泥浆喷砂或干喷砂）方面，其性能远不如DSSC和RSSC。

因此，湿喷砂磨损（泥浆磨损）与喷砂角度密切相关。最具比较意义的数据是90度（最严重情况）下的数据。干喷砂磨损也与喷砂角度密切相关。图7.9中的数据主要来自90度或接近90度的最严重喷砂角度的来源。滑动磨损通常通过盘磨测试或其变体进行。滑动磨损主要与矿石滑槽、传送带和其他干式滑动矿石处理设备相关。

总而言之，图9得出以下总体结论：

• DSSC和RSSC在干喷砂和滑动磨损方面都比较相似。差异将取决于单个测试样品的质量。

• DSSC在湿喷砂（泥浆磨损）方面约为RSSC的两倍。

• SNBSC在滑动磨损方面与DSSC和RSSC不相上下。然而，在喷砂磨损（泥浆喷砂或干喷砂）方面，其性能远不如DSSC和RSSC。

因此，SNBSC与RSSC或DSSC的关键区别点是耐磨性，包括湿磨损和干磨损。这是因为SNBSC的高孔隙率，约为13%~18%。RSSC和DSSC基本上没有孔隙。RSSC几乎没有孔隙。DSSC的孔隙率通常为2%~7%，其中大部分是封闭孔隙。孔隙会充当应力集中点、弱点，总的来说，会使材料表面易碎，所以开放孔隙才是危险所在。然而，显然，在严重磨损的情况下，封闭孔隙最终会变成开放孔隙。

这种影响在喷砂磨损情况下最为极端。因此，由于其13%~18%的孔隙率，SNBSC容易受到颗粒冲击引起的磨损。

然而，重要的是要注意，SNBSC与96%氧化铝的性能相当。SNBSC在干喷砂方面不如氧化铝，但在泥浆磨蚀和滑动磨损上优于氧化铝。因此，SNBSC在重要方面领先于氧化铝，但并不明显领先。氧化铝的磨损性能很大程度上取决于纯度。SNBSC的磨损性能取决于孔隙率和SiC含量。每个选项范围内的性能包络是可比較的。

综上所述，综合磨损性能而言，DSSC和RSSC远优于SNBSC和氧化铝。当将成本纳入比较方时，RSSC是明显的赢家。

当同时考虑成本、制造简单性和性能时，DSSC没有竞争力，SNBSC与RSSC稍微接近一些。

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