แผ่นยางเซรามิกวัลคาไนซ์ ZTA (Zirconia Toughened Alumina) เป็นผลิตภัณฑ์คอมโพสิตทนการสึกหรอที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับสภาวะการเสียดสีที่รุนแรง ผลิตภัณฑ์นี้ผสานรวมเซรามิก ZTA (โดยทั่วไปประกอบด้วย Al₂O₃ 75%-80% และ ZrO₂ 20%-25%) เข้ากับยางธรรมชาติที่มีความยืดหยุ่นสูงและแผ่นรองหลังเหล็กผ่านกระบวนการวัลคาไนซ์ขั้นสูง โดยมีสลักเกลียวแบบฝังไว้ล่วงหน้าเพื่อการติดตั้งที่ง่ายดาย ปรัชญาการออกแบบหลักใช้ประโยชน์จากความทนทานต่อการสึกหรอสูงของเซรามิกเพื่อทนต่อการเสียดสีของวัสดุ ในขณะที่ชั้นยางจะดูดซับพลังงานจากการกระแทก ทำให้เกิดผลลัพธ์ที่เสริมกันระหว่างความทนทานต่อการสึกหรอและความทนทานต่อแรงกระแทก
เนื่องจากกลไกการเพิ่มความแข็งแรงจากการเปลี่ยนเฟสของเซอร์โคเนีย ทำให้ ZTA มีความทนทานต่อการแตกหักและทนต่อการสึกหรอสูงกว่าเซรามิกอลูมินาแบบดั้งเดิมอย่างมาก งานวิจัยชี้ให้เห็นว่าวัสดุคอมโพสิต ZTA ที่มีเซอร์โคเนีย 20%-25% แสดงประสิทธิภาพที่ดีที่สุดภายใต้สภาวะการกระแทกและการเสียดสีที่รุนแรง คุณสมบัติทางเทคนิคทั่วไป ได้แก่ ความหนาแน่น ≥4.1-4.3 g/cm³ ความแข็งร็อคเวลล์ (HRA) ≥90 ความทนทานต่อการแตกหัก (KIC) ≥3.70 MPa·m1/2 และความแข็งแรงดัดงอ >350 MPa ในการทดสอบการสึกหรอแบบเลื่อนแห้ง อัตราการสึกหรอจำเพาะของวัสดุคอมโพสิต ZTA อาจต่ำถึง 10⁻⁹ mm³/(N·m) ซึ่งเหนือกว่าเซรามิกอลูมินาหรือเซอร์โคเนียแบบเฟสเดียวอย่างมาก
กระบวนการผลิตเกี่ยวข้องกับการวัลคาไนซ์ด้วยความร้อนที่ควบคุมอย่างแม่นยำ เพื่อให้มั่นใจได้ถึงความแข็งแรงในการยึดเกาะสูงที่บริเวณรอยต่อระหว่างเซรามิกและยาง ตามมาตรฐานอุตสาหกรรม ความแข็งแรงในการยึดเกาะแบบเฉือนระหว่างเซรามิกและยางควรเกิน 3.5 MPa โดยชั้นยางเองควรมีความแข็งแรงดึง 12-15 MPa และการยืดตัวเมื่อขาดมากกว่า 250%-400% โครงสร้างคอมโพสิตที่ผ่านการวัลคาไนซ์แล้วจะช่วยป้องกันไม่ให้กระเบื้องเซรามิกหลุดออกภายใต้แรงกระแทกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่การเสียรูปของยางจะช่วยกระจายแรงกดที่เข้มข้น ปกป้องชั้นเซรามิกจากการแตกหักแบบเปราะ แผ่นรองหลังเหล็กช่วยให้โครงสร้างมีความแข็งแกร่งเมื่อติดตั้งบนตัวเครื่อง
แผ่นยางวัลคาไนซ์เซรามิก ZTAโดยส่วนใหญ่แล้วจะใช้ในรางลำเลียง ถังพัก และภาชนะบรรจุของระบบลำเลียงวัสดุจำนวนมาก ซึ่งมีการกระแทกและการเสียดสีเกิดขึ้นบ่อยครั้ง เมื่อเทียบกับแผ่นรองเซรามิกอลูมินาบริสุทธิ์แล้ว ZTA มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าถึง 2.5 เท่าภายใต้สภาวะการกระแทกและการเสียดสี ในขณะที่ต้นทุนยังคงต่ำกว่าเซรามิกเซอร์โคเนียบริสุทธิ์อย่างมาก ทำให้มีประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่ยอดเยี่ยม สำหรับการใช้งานที่ลำเลียงวัสดุขนาดใหญ่ การตกจากที่สูง หรือความเร็วการไหลสูง แผ่นยางวัลคาไนซ์ ZTA ถือเป็นหนึ่งในโซลูชันการป้องกันการสึกหรอที่เชื่อถือได้มากที่สุดที่มีอยู่
วันที่เผยแพร่: 24 กุมภาพันธ์ 2569