อะลูมิเนียมออกไซด์สีขาว (Al₂O₃) เป็นตัวเลือกที่ดีเยี่ยมสำหรับชั้นเคลือบที่ทนทานต่อการสึกหรอ เนื่องจากมีความแข็งสูง ไม่ทำปฏิกิริยากับสารเคมี และมีความเสถียรทางความร้อน ต่อไปนี้คือรายละเอียดการแยกประเภทคุณสมบัติและการใช้งานของอะลูมิเนียมออกไซด์สีขาวในสารเคลือบที่ทนทานต่อการสึกหรอ:
คุณสมบัติหลักของอะลูมิเนียมออกไซด์สีขาวสำหรับการต้านทานการสึกหรอ
-
ความแข็งสูง (Mohs 9) – ทนทานต่อการเสียดสีและการกัดกร่อนได้ดีกว่าโลหะและโพลีเมอร์หลายๆ ชนิด
-
ความเฉื่อยทางเคมี – ต้านทานการกัดกร่อนจากกรด ด่าง และสภาพแวดล้อมที่เกิดการออกซิไดซ์
-
ความคงตัวทางความร้อน – คงความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิสูง (สูงถึง ~1,800°C)
-
ความพรุนต่ำ – เมื่อผ่านการเผาผนึกหรือพ่นด้วยพลาสมาอย่างถูกต้อง จะสร้างชั้นป้องกันที่หนาแน่น
-
ฉนวนไฟฟ้า – มีประโยชน์ในการใช้งานที่ต้องการการป้องกันการสึกหรอที่ไม่นำไฟฟ้า
แอปพลิเคชันทั่วไป
-
การพ่นเคลือบความร้อน (พลาสม่าหรือ HVOF) สำหรับเครื่องจักรในอุตสาหกรรม ปั๊ม และกังหัน
-
วัสดุบุผิวทนต่อการสึกกร่อน ในถัง ราง และท่อที่ขนถ่ายวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
-
แผ่นสึกหรอและเครื่องมือตัด – ใช้เป็นสารเคลือบเพื่อยืดอายุการใช้งาน
-
เกราะเซรามิกและการป้องกันกระสุน – เนื่องมาจากความแข็งและทนต่อแรงกระแทก
-
ลูกกลิ้งและตัวนำอุตสาหกรรม – ปกป้องจากแรงเสียดทานและการสึกหรอ
วิธีการใช้งาน
-
การพ่นพลาสม่า – ผลิตการเคลือบที่หนาแน่นและยึดเกาะได้ดีสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการสึกหรอสูง
-
HVOF (เชื้อเพลิงออกซิเจนความเร็วสูง) – ให้ความแข็งแรงของพันธะที่เหนือกว่าและมีรูพรุนต่ำ
-
การเผาผนึก – ใช้สำหรับส่วนประกอบเซรามิกที่ต้องการความสมบูรณ์ของโครงสร้าง
-
สารเคลือบ Sol-Gel – ชั้นบางและสม่ำเสมอสำหรับการใช้งานที่แม่นยำ
การเปรียบเทียบกับวัสดุที่ทนทานต่อการสึกหรออื่น ๆ
| วัสดุ | ความแข็ง (โมห์ส) | อุณหภูมิสูงสุด (°C) | ดีที่สุดสำหรับ |
|---|---|---|---|
| อัล₂O₃ สีขาว | 9 | ~1,800 | การสึกกร่อน,การกัดกร่อน |
| โครเมียมคาร์ไบด์ | 8.5 | ~1,100 | การสึกหรอแบบเลื่อน |
| ทังสเตนคาร์ไบด์ | 9-9.5 | ~1,200 | การเสียดสีที่รุนแรง |
| ซิลิกอนคาร์ไบด์ | 9.5 | ~1,600 | เคมีภัณฑ์ + การสึกหรอ |
ข้อจำกัด
-
ความเปราะบาง – มีแนวโน้มที่จะแตกร้าวภายใต้แรงกระแทก เว้นแต่จะใช้ร่วมกับสารเพิ่มความเหนียว (เช่น ZrO₂)
-
ต้องมีการเตรียมพื้นผิว – ต้องใช้การพ่นทรายหยาบเพื่อการยึดเกาะในการพ่นความร้อน
-
ต้นทุน – มีราคาแพงกว่าสารป้องกันการสึกหรอที่ทำจากโพลีเมอร์บางชนิด แต่ใช้งานได้นานกว่า
การปรับปรุง
-
Al₂O₃-TiO₂ (13% TiO₂) – ปรับปรุงความเหนียวเพื่อต้านทานแรงกระแทก
-
Al₂O₃-ZrO₂ – เพิ่มความทนทานต่อการแตกหักสำหรับการใช้งานที่ต้องรับแรงสูง
บทสรุป
อะลูมิเนียมออกไซด์สีขาวเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการ ความทนทานต่อการสึกหรอสูง ความเสถียรทางความร้อน และความเฉื่อยทางเคมีสำหรับแรงกระแทกที่รุนแรง อาจเลือกใช้การเคลือบแบบคอมโพสิต (เช่น Al₂O₃-TiO₂)