Сфера – форма, выбранная самой природой, сферические изделия – шары, в технических устройствах применяются достаточно широко, они выполняют разнообразные функции в механизмах и конструкциях промышленного и бытового назначения. Возможности применения связаны с материалом, из которого шар изготовлен, техническая керамика стала основой для сферических деталей с сочетанием целого ряда полезных свойств.
Преимущества керамического материала
Одним из основных направлений применения керамических шариков https://www.aliaxis-ui.ru/catalog/keram/tehnicheskaya-keramika/friatec/precizionnye/keramicheskie-shariki/ стало производство подшипников, традиционная сталь при всех своих положительных качествах имеет характерные для этого металла недостатки – подверженность коррозии, значительный вес, электропроводность.
Легкие и прочные аналоги из керамики не проводят тока и не вступают в реакцию с кислородом, тела качения из оксидов алюминия и циркония, а также нитрида и карбида кремния устойчивы к высокой температуре и способны работать в неблагоприятных внешних условиях – агрессивная среда, повышенный радиационный фон, отсутствие смазки. Небольшой вес шаров позволяет подшипникам успешно справляться с центробежной силой при высоких оборотах вращения. В наиболее ответственных деталях механизмов применяются прецизионные шарики – изделия с безукоризненной сферической формой и идеальной поверхностью.
Химический состав и структура исходного материала оказывают непосредственное влияние на характеристики сферической детали. Например, шарики из нитрида кремния с зернистой структурой мало подвержены тепловому расширению, способны работать в условиях высокого давления не изменяют своих диэлектрических свойств при повышении температуры, поликристаллические аналоги из оксида алюминия очень устойчивы к износу, в том числе и при высокой температуре.
Изделия из моноструктур на основе оксида алюминия – рубина и сапфира, по своей твердости мало уступают алмазу, способны работать в средах с содержанием абразивных примесей. Температурный предел для шариков из этого типа керамики, при котором они сохраняют свои свойства, достигает 1700°C.
Разнообразие применения
Производство подшипников https://www.aliaxis-ui.ru/catalog/keram/tehnicheskaya-keramika/friatec/podshipniki/ – это только одна из производственных отраслей, где активно используются керамические шарики. Эти изделия, выполненные с высокой точностью, эффективно работают в скважинных насосах штангового типа при добыче нефти, причем материал обеспечивает долговременную работу с нефтью различной плотности и состава, в том числе со средой, содержащей абразивы.
Химическая инертность технической керамики стала причиной высокого спроса на этот вид изделий для использования в сложных промышленных процессах, связанных с переработкой нефтепродуктов:
- производство аммиака;
- крекинг этилена;
- полимеризация углеводородов и т. д.
Шары из пористого материала применяются для фильтрации, поры собирают различного вида загрязнения – желатин, тяжелые металлы, ионы железа, асфальтин и многие другие.
Отдельная группа керамических сфер – мелющие тела, дробилки и шаровые мельницы эффективно измельчают руды металлов и позволяют получить тонкий помол при производстве цемента. Привлекательность мелющих тел с керамической основой заключается в их высокой твердости, прочности и сопротивлении к износу, важным является и то, что такие шары практически не загрязняют перерабатываемый материал.
Перечисленные виды производства – это только часть отраслей где используют шары из керамики, на самом деле их применение намного шире и имеет большие перспективы в будущем.