高性能金属陶瓷耐磨材料研发

需求的背景和应用场景

在工业生产中，耐磨材料的应用广泛，尤其在辊磨、矿产品、材料加工及通用机械等行业，材料的耐磨性能直接关系到设备的使用寿命、维修频率及整体运营效率。传统耐磨材料，如AI203陶瓷，虽具有一定的耐磨性，但在复杂工况和高温环境下，其性能往往难以满足高效、长期稳定运行的需求。金属陶瓷材料，作为新型复合材料，结合了金属与陶瓷的双重优点，既具有金属的韧性和可塑性，又具备陶瓷的高硬度和耐磨性，成为替代传统耐磨材料的优选。随着工业技术的不断进步和应用领域的拓宽，对金属陶瓷材料的性能提出了更高要求，如更大的尺寸、适应不同工况的配方调整以及更高的耐磨性。因此，研发高性能金属陶瓷耐磨材料，旨在解决现有材料在耐磨性、耐高温及适应多工况能力方面的不足，提升关键设备的使用寿命和运转效率，降低维修成本，推动相关行业的持续发展和技术创新。

要解决的关键技术问题

1. 大尺寸金属陶瓷材料的制备技术：研发能够稳定生产比现有尺寸更大、性能均匀的金属陶瓷材料制备工艺，确保材料在大尺寸下仍能保持优异的物理和机械性能。
2. 工况适应性配方设计：针对不同工况（如高温、高压、腐蚀性环境等），设计并优化金属陶瓷材料的配方，通过调整金属相与陶瓷相的比例、种类及分布，使材料性能精准匹配特定应用需求。
3. 新型金属陶瓷材质研发：摒弃传统AI203材质，探索并开发具有更高耐磨性、耐高温性的新型金属陶瓷材质，如烧结铝、烧结铍、TD镍等，以及研究其在金属基体中的最佳分散和结合技术。
4. 复合材料的界面结合技术：优化金属相与陶瓷相之间的界面结合，提高材料的整体强度和韧性，确保在极端条件下材料仍能保持稳定不破裂。

效果要求

• 显著提升耐磨性能：新研发的金属陶瓷材料需表现出比传统材料更高的耐磨性，延长设备使用寿命至少30%以上。
• 增强工况适应性：材料需能够适应多种复杂工况，包括但不限于高温、高压、腐蚀性环境，提高设备的运行稳定性和可靠性。
• 降低生产成本与维护费用：通过优化制备工艺和配方设计，降低材料生产成本，同时减少因设备故障导致的维修和停机时间，提高整体经济效益。
• 创新性与技术领先：形成具有自主知识产权的高性能金属陶瓷耐磨材料技术体系，提升企业在先进材料领域的竞争力，引领行业技术进步。