预应力金属微晶陶瓷复合衬板的研发与应用

微晶陶瓷是一种具有耐磨、耐腐和耐温的高性能材料,可在同时具有磨损、腐蚀和高温环境中使用,其性能优于金属和有机材料。但是微晶陶瓷的显著性不足在于抗冲击韧性差,属于脆性材料,是由于微晶陶瓷的烧结工艺所造成晶粒之间形成结构微裂纹,微晶陶瓷受到抗拉和冲击时易产生结构微裂纹“失稳”而断裂。尽管先进的陶瓷加工工艺有助于提高微晶陶瓷的冲击韧性,但因制作成本因素,致使其应用领域受限。发明了一种预应力金属微晶陶瓷复合材料,提高了微晶陶瓷抗冲击强度的20~80倍,急冷急热性能较好。对预应力金属微晶陶瓷复合衬板的研发原理进行了分析,并通过试验分析构建了预应力与微晶陶瓷衬板长度的数学模型,为生产各种性能指标的预应力金属微晶陶瓷复合衬板提供了一种设计参数的计算方法。将该型衬板应用于斜沟煤矿、陕西建新煤化有限公司、乌审旗蒙大矿业等矿山企业,详细阐述了衬板的安装技术流程,取得了理想成效。研究表明:预应力金属微晶陶瓷技术在矿山应用前景广阔,可以进一步推广应用于生产预应力金属微晶陶瓷复合衬板和管道,有助于解决微晶陶瓷由于冲击韧性差致使应用领域受限的不足。