耐磨陶瓷材料广泛用于研磨抛光材料、耐磨涂层、管道或设备内衬、设备结构件等等领域，其耐磨性能的好坏直接决定了机械设备及零件等的安全使用年限。陶瓷耐磨性能如此广泛，那什么会影响到陶瓷耐磨性能呢？下面就由科众陶瓷厂来回答大家这个问题。
耐磨氧化锆陶瓷棒
为了获取耐磨性能更为优异的耐磨陶瓷材料，许多学者对陶瓷材料的磨损机理及影响陶瓷耐磨性能的因素做了研究，并提出来了许多观点及结论。总的来说，影响陶瓷耐磨性能的因素有两方面：
1、材料本身的组织结构;
2、外部因素如载荷、温度以及气氛等。 本文将从材料的自身结构出发，对耐磨材料的耐磨的影响因素进行简析。
1、材料本身的组织结构;
2、外部因素如载荷、温度以及气氛等。 本文将从材料的自身结构出发，对耐磨材料的耐磨的影响因素进行简析。
一、耐磨陶瓷的显微结构对耐磨性(xing)能的影响；
通常情况(kuang)下(xia)，材(cai)料(liao)的(de)微观(guan)(guan)结构往往会对(dui)材(cai)料(liao)的(de)宏(hong)观(guan)(guan)性能有着(zhe)极(ji)大的(de)影响。陶瓷(ci)材(cai)料(liao)是晶粒和晶间(jian)组成的(de)烧结体，其(qi)显微结构往往决(jue)定着(zhe)其(qi)宏(hong)观(guan)(guan)性能。有许多研究表明，陶瓷(ci)材(cai)料(liao)的(de)耐(nai)磨性能与晶粒的(de)大小，晶界相的(de)组成，晶界上的(de)应力分布，气孔等(deng)等(deng)显微结构有着(zhe)极(ji)大的(de)联系(xi)。
1. 晶粒的(de)尺寸对陶瓷耐磨性(xing)能的(de)影响
工业上，金属(shu)材(cai)料可以通(tong)过(guo)细化晶粒(li)的(de)(de)方(fang)式(shi)来使其力学性能提高，这就(jiu)是所(suo)谓的(de)(de)细晶强化。其原理主要在于(yu)晶粒(li)的(de)(de)粒(li)径越(yue)小，晶界的(de)(de)面积(ji)也就(jiu)越(yue)大，晶界的(de)(de)分布也就(jiu)会越(yue)曲折，可以有效的(de)(de)增加裂纹扩展的(de)(de)路(lu)径，有利于(yu)分散材(cai)料内(nei)部的(de)(de)应力集(ji)中现象。人们通(tong)过(guo)研究发现，晶粒(li)细化对陶瓷材(cai)料的(de)(de)耐磨(mo)性能也有这一定(ding)的(de)(de)影(ying)响。
学者们(men)对氧化铝(lv)及氧化锆耐磨陶瓷(ci)的(de)(de)耐磨性进行(xing)研究(jiu)中(zhong)发(fa)(fa)现，较小(xiao)晶粒(li)以是塑(su)性变形和部(bu)分的(de)(de)穿晶断裂为主，磨损较少;较大(da)(da)晶粒(li)则(ze)以材(cai)料(liao)(liao)内部(bu)沿晶断裂，甚至大(da)(da)晶粒(li)从材(cai)料(liao)(liao)内部(bu)拔(ba)出的(de)(de)方(fang)式发(fa)(fa)生(sheng)较大(da)(da)的(de)(de)的(de)(de)磨损。而大(da)(da)尺(chi)寸(cun)的(de)(de)晶粒(li)的(de)(de)拔(ba)出，将对陶瓷(ci)表面造(zao)成(cheng)较大(da)(da)的(de)(de)缺陷，使(shi)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)容易造(zao)成(cheng)应(ying)力集中(zhong),产生(sheng)裂纹扩展,而使(shi)材(cai)料(liao)(liao)发(fa)(fa)生(sheng)低(di)应(ying)力脆性断裂。
2. 气(qi)孔率对(dui)陶瓷耐磨性能的影(ying)响
气孔(kong)对陶瓷的(de)性能(neng)有(you)着很重要的(de)影响，气孔(kong)相当于(yu)一种缺陷的(de)存在(zai)，它会造(zao)成(cheng)应力(li)的(de)集中， 加速裂纹(wen)的(de)扩展，降低晶(jing)粒(li)之(zhi)(zhi)间的(de)结合强度，严重影响陶瓷制品(pin)的(de)力(li)学(xue)性能(neng)。在(zai)摩(mo)擦力(li)的(de)作用(yong)下气孔(kong)之(zhi)(zhi)间可能(neng)会彼此连接起来形成(cheng)裂纹(wen)源(yuan)，加速材(cai)料的(de)磨(mo)损。
此(ci)外(wai)，有研(yan)究发现在(zai)不(bu)同的载(zai)(zai)荷下，陶(tao)瓷的磨损(sun)率并不(bu)一样，在(zai)低载(zai)(zai)荷时气(qi)孔(kong)不(bu)会造成裂纹的扩展;而在(zai)高(gao)载(zai)(zai)荷的情况(kuang)下，气(qi)孔(kong)变得(de)不(bu)稳定，会在(zai)气(qi)孔(kong)处形(xing)成裂纹及扩展裂纹，导致制品磨损(sun)率极高(gao)，抗磨损(sun)突(tu)变能力变弱。
3. 晶界相以及晶间杂质的影(ying)响
陶(tao)瓷是由晶(jing)(jing)(jing)粒，晶(jing)(jing)(jing)界相和气(qi)孔等(deng)组成(cheng)，在(zai)烧结(jie)的(de)过程(cheng)中(zhong)，加入(ru)到陶(tao)瓷当(dang)中(zhong)的(de)一些(xie)添(tian)加剂和一些(xie)杂质(zhi)成(cheng)分主要是以“第二相”或(huo)者“玻璃相”的(de)形式存(cun)在(zai)于晶(jing)(jing)(jing)界上，他们的(de)存(cun)在(zai)会对(dui)晶(jing)(jing)(jing)粒之(zhi)间的(de)结(jie)合强(qiang)度造成(cheng)一定的(de)影响。在(zai)陶(tao)瓷摩擦磨损(sun)的(de)过程(cheng)中(zhong)，裂纹(wen)很容易在(zai)晶(jing)(jing)(jing)界处(chu)产生(sheng)。较低的(de)晶(jing)(jing)(jing)界结(jie)合强(qiang)度会造成(cheng)在(zai)磨损(sun)过程(cheng)中(zhong)的(de)沿(yan)晶(jing)(jing)(jing)断裂，引(yin)起整片晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)拔出(chu)，造成(cheng)严重(zhong)磨损(sun)。
多晶(jing)(jing)陶瓷的添加剂一般会以(yi)玻(bo)(bo)璃相的形(xing)式存在于陶瓷晶(jing)(jing)界上，在摩(mo)擦的过(guo)程，产生的高温会降低玻(bo)(bo)璃的粘度，从而(er)引发塑(su)性变形(xing)，若(ruo)邻(lin)近的晶(jing)(jing)界的应力不能相适(shi)应则会引发晶(jing)(jing)界处的裂纹，引发严重磨损(sun)。
如果适量的添加剂可以在晶界处形成第二相，则往往是有利于材料的耐磨性能的，例如往氧化铝中加入氧化锆，做成氧化锆增韧氧化铝陶瓷又名ZTA陶瓷，由于t-ZrO2应力诱导相变临界应力的提高有利于陶瓷材料断裂韧性和强度的改善，在微观结构方面， 氧化锆和氧化铝又能相互抑制晶粒长大，达到微晶化效果，进一步提高耐磨性能。
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本文“什么会影响到耐磨陶瓷耐磨性能？（多图）”由科众陶瓷编辑整理，修订时间：2020-08-06 13:35:42
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