В чем разница между вкладышами из чистого диоксида циркония и керамическими вкладышами ZTA?

Ⅰ.Подкладка из чистого циркония

Подкладка из чистого цирконияИзготовлены из высокочистого диоксида циркония. Внешняя оболочка изготовлена ​​из стали 45#, а внутренняя втулка обычно имеет содержание диоксида циркония ≥95% и твёрдость 92–94 HRC (шкала твёрдости по Роквеллу C), что примерно в 10 раз превышает твёрдость традиционной керамики. Срок службы до 8000 часов, этот продукт отличается высокой твёрдостью, превосходной износостойкостью и коррозионной стойкостью, а также длительным сроком службы, что делает его пригодным для бурения на шельфе.

Ⅱ. Керамический вкладыш ZTA

Керамическая втулка ZTA для бурового насосаВтулки изготовлены из конструкционной керамики. Внешняя оболочка изготовлена ​​из стали 45#, а внутренняя втулка – из закаленного циркониевого оксида алюминия (ZTA). Твёрдость внутренней втулки достигает 92–94 HRC (шкала твёрдости по Роквеллу C). Сочетание свойств циркония и оксида алюминия позволяет получить специальный материал с высокой износостойкостью, прочностью и термостойкостью. Эти втулки, специально разработанные для проточной части буровых насосов, отличаются высокой твёрдостью, превосходной износостойкостью и коррозионной стойкостью, а также длительным сроком службы до 6000 часов, что делает их пригодными для бурения на шельфе.

Ⅲ. Различия между вкладышами из чистого циркония и керамическими вкладышами ZTA

Вкладыши из чистого диоксида циркония и керамические вкладыши ZTA различаются по составу материала, эксплуатационным характеристикам, вариантам применения и стоимости, как подробно описано ниже:

Состав материала

Подкладка из чистого циркония: В основном состоит из одной фазы зерен циркония.

Керамический вкладыш ZTA: Композитный материал из оксида алюминия и оксида циркония, обычно содержащий 10–20 % оксида циркония, а остальное — в основном оксид алюминия.

Эксплуатационные характеристики

Твердость: Твердость керамических вкладышей ZTA сопоставима или немного выше, чем у вкладышей из чистого циркония, и обе они тверже керамики из оксида алюминия.

Прочность: Керамические вкладыши ZTA достигают упрочнения оксидом алюминия за счет циркония, что обеспечивает значительно более высокую прочность, чем у обычной керамики на основе оксида алюминия, но в целом более низкую прочность, чем вкладыши из чистого циркония.

Износостойкость: Вкладыши из чистого диоксида циркония демонстрируют исключительную износостойкость; керамические вкладыши ZTA также обладают превосходной износостойкостью, достигая уровня, эквивалентного износостойкости вкладышей из чистого диоксида циркония.

Термическая стабильность: Вкладыши из чистого диоксида циркония обладают низкой теплопроводностью и лучшей теплоизоляцией, но при длительном использовании во влажных условиях при температуре 100–250 °C может наблюдаться «измельчение» поверхности. Керамические вкладыши ZTA характеризуются низким коэффициентом линейного расширения и высокой теплопроводностью, что позволяет лучше предотвращать термическую деформацию и обеспечивает относительно высокую размерную стабильность в условиях высоких температур.

Химическая стабильность: Оба материала обладают хорошей химической стабильностью и способны противостоять коррозии, вызываемой большинством химических веществ.

Сценарии применения

Подкладка из чистого циркония: Благодаря высокой твердости, износостойкости и коррозионной стойкости он подходит для разведки и разработки месторождений нефти и газа, в том числе на глубоких нефтяных пластах, в сложных геологических структурах, а также для разработки морских месторождений нефти и газа.

Керамический вкладыш ZTA: Помимо применимости в износостойких и коррозионностойких условиях, подобных насосам для бурового раствора, он также широко используется в износостойких деталях, требующих охлаждения (например, абразивы, режущие инструменты), а также в компонентах с высокими требованиями к стойкости к термической деформации.

Расходы

Подкладка из чистого циркония: Общая стоимость относительно высока, поскольку высока стоимость сырья (приготовление циркониевого порошка является сложным), а его обработка сложнее — его более высокая прочность увеличивает сложность шлифования.

Керамический вкладыш ZTA: Поскольку в составе ZTA содержится сравнительно высокая доля оксида алюминия (недорогого и легкодоступного сырья), стоимость керамических вкладышей из ZTA ниже, чем стоимость вкладышей из чистого диоксида циркония.