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氧化鋯熔融氧化鋁

什麼是氧化鋯熔融氧化鋁?

氧化鋯熔融氧化鋁(ZFA) 是一種合成的高性能磨料顆粒,它是透過在電弧爐中將氧化鋁(Al₂O₃)和氧化鋯(ZrO₂)的混合物在 2000°C 以上的溫度下熔融而製成的。

它並非簡單的混合物,而是一種獨特的 共晶複合結構。這意味著熔融的氧化鋁和氧化鋯冷卻凝固後,形成精細的互鎖微觀結構,兩種材料緊密結合。這種結構是其優異性能的關鍵。

最常見的牌號含有約 25% 的氧化鋯 和 75% 的氧化鋁,這是共晶反應的最佳成分,也是機械性能最佳的成分。

典型化學分析 典型物理性質
碳化矽 ≥98% 硬度: 莫氏硬度:9.15
二氧化矽 ≤1% 熔點: 昇華溫度為2250℃
H2O3 ≤0.5% 最高使用溫度: 1900℃
Fe2O3 ≤0.3% 比重: 3.2-3.45 克/立方厘米
足球俱樂部 ≤0.3% 堆積密度(LPD): 1.2-1.6 克/立方厘米
磁性成分 ≤0.02% 顏色: 黑色的
顆粒形狀: 六邊形

它是如何製作的?

製造過程至關重要:

  1. 原料: 高純度氧化鋁(通常來自鋁土礦)和矽酸鋯(ZrSiO₄,鋯砂)是主要原料。

  2. 熔煉: 將原料裝入電弧爐。強大的電流產生溫度超過2000°C的電弧,將原料完全熔化。

  3. 冷卻與凝固:熔融材料在受控條件下冷卻。獨特的共晶組織 正是在此冷卻過程中  形成的。在這種組織中,極細的氧化鋯片層均勻分散在氧化鋁基體中。

  4. 破碎篩分: 將所得的大塊凝固錠進行破碎、研磨,並依其預期用途精確篩分,得到各種粒徑。


主要特性

財產 描述 為什麼這很重要
高韌性 這是它的突出特點。細小的氧化鋯片層起到屏障作用,阻止裂紋在氧化鋁基體中的擴展。 這種顆粒在高壓下更不容易破碎,因此磨料的使用壽命更長。
自磨式 隨著研磨工具的磨損,氧化鋯片層幫助晶粒在微觀層面上斷裂,並不斷露出新的、鋒利的切割刃。 它能保持穩定的切削速度,而且不像其他磨料那樣容易變鈍或「表面光滑」。
高強度 這種互鎖的共晶結構提供了優異的機械強度。 它可以承受重型研磨和切割作業中遇到的高壓。
良好的硬度 雖然不如純氧化鋁或碳化矽堅硬,但它兼具硬度和極強韌性,這正是它如此有效的原因。 它可以高效切割硬金屬。

應用程式

氧化鋯熔融氧化鋁是一種優質磨料,適用於要求最苛刻的應用,主要用於金屬加工。

  1. 研磨工具:

    • 加強型切割砂輪: 這是一個主要應用。其韌性使其能夠快速、持久地切割鋼筋、棒材和其他高強度材料。

    • 砂輪: 用於重型研磨、去除鑄件缺陷以及對鋼坯和鋼板進行加工處理。

    • 塗層磨料: 用於金屬和木材的高性能砂帶和砂盤,具有長壽命和強力切割性能。

  2. 噴砂和表面處理:

    • 可用作可回收的噴砂介質,用於重型清潔、去毛邊和在鋼材上形成表面輪廓(例如,在造船、結構鋼工作中)。

  3. 耐火材料:

    • 其耐高溫性和韌性使其成為爐窯以高性能耐火澆注料和磚塊的優良骨材。

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