חרוזי זירקוניום וחרוזי זירקוניה הם שני סוגים של כדורי מדיה קרמיים הנפוצים בתחום השחזה התעשייתית, אמנם השם דומה, אך הרכבם, הביצועים ותרחישי היישום שלהם שונים באופן משמעותי.
הרכב ומבנה כימיים
1. כדור סיליקט זירקוניום עמיד בפני פגיעה
ההרכב הכימי הוא זירקוניום סיליקט (ZrSiO₄), המורכב מתחמוצת זירקוניום (ZrO₂) וסיליקון דו חמצני (SiO₂) ביחס מולרי של 1:1 עם תכולת תחמוצת זירקוניום של כ-65%, ומכאן שהוא נקרא גם "65 חרוזי זירקוניום". המיקרומבנה מוכן על ידי סינטר או התכת אלקטרו, וייתכנו בעיות של פאזה גבישית חלולה או לא אחידה.
2. חרוז זירקוניה
המרכיב העיקרי הוא זירקוניה (ZrO₂), התוכן הוא עד 95% או יותר (כגון חרוזי זירקוניה מיוצב איטריום- או חרוזי סריום-, שהוא חומר זירקוניה טהור. על ידי הוספת מייצבים (כגון תחמוצת איטריום, תחמוצת סריום) כדי לעכב את מעבר הפאזה הגבישית, נוצר מבנה טטראגונלי יציב, בעל צפיפות וקשיחות גבוהה יותר.
השוואה בין תכונות פיזיקליות
1. צבע וצפיפות
65 חרוזי זירקוניום סיליקט הם לבנים צהבהבים, עם צפיפות של כ-4.0g/cm³ וצפיפות אריזה של 2.5g/cm³.
חרוזי זירקוניה הם לבנים שקופים ובעלי צפיפות של עד 6.0 גרם/ס"מ3 (מיוצב יטריום) או 6.2 גרם\\ס"מ³ (מיוצב סריום), שהוא גבוה משמעותית מכדורי סיליקט זירקוניום.
2. קשיות וחוזק
הקשיות של סיליקט זירקוניום היא 7.2-8, הקשיות של Vickers היא בערך 1000 kgf/mm², וחוזק הלחיצה הוא 1100N (מפרט 1.8-2.0 מ"מ).
כדורי זירקוניה בעלי ביצועים גבוהים קשיות של 9, קשיות ויקרס של כ-1250 ק"ג/מ"ר, קשיחות גבוהה יותר, קצב שבירת כדור נמוך, יכול לעמוד ביותר מ-15 מטר/שניה ממהירות קו טחנת החול.
מאפייני ביצועים
1. יעילות שחיקה ועמידות בפני שחיקה
בגלל הצפיפות הגבוהה של חרוזי זירקוניה, האנרגיה הקינטית גדולה יותר באותה מהירות ליניארית, יעילות הטחינה גבוהה פי 2- מזו של חרוזי סיליקט זירקוניה, וקצב הבלאי נמוך פי 4-10, וחיי השירות ארוכים יותר. כדור טחינה זירקוניום סיליקט בטחינה במהירות גבוהה שביר, שיעור בלאי גבוה, אך יתרון העלות ברור, מתאים לחומר בעל צמיגות נמוכה ובינונית.
2. עמידות בפני קורוזיה וסביבה מתאימה
חרוזי זירקוניה הם קרמיקה אינרטית, עמידים בפני קורוזיה חומצית ואלקלית חזקה, מתאימים לטחינה עדינה במיוחד של חומרים קורוזיביים במיוחד (כגון קרמיקה אלקטרונית, חומרי סוללת ליתיום), וחרוזי סיליקט זירקוניה מתאימים יותר לסביבות קונבנציונליות (כגון צבע, דיו).
בחירת שדה יישום
כדורי זירקוניום סיליקט קרמיים: מתאימים לטחינת סידן פחמתי, קאולין, טיטניום דו חמצני, צבע, צבע וחומרים אחרים בעלי צמיגות נמוכה, כלכלה יוצאת דופן, רבגוניות חזקה.
חרוזי זירקוניה: עבור קשיות גבוהה, חומרים בעלי צמיגות גבוהה (כגון ננו-חומרים, תרופות, חומרים מגנטיים) ואזורים רגישים לזיהום (כגון פיגמנטים באיכות מזון), יכולים להשיג טחינת אפס זיהום.
65 כדורי זירקוניום סיליקט קרמיים עונים על הצרכים של השחזה קונבנציונלית עם עלות נמוכה וביצועים בינוניים, בעוד שחרוזי זירקוניה הם הבחירה הראשונה לטחינה גבוהה-עם צפיפות גבוהה, עמידות בפני שחיקה גבוהה ועמידות בפני קורוזיה. המשתמשים צריכים לעשות בחירות מקיפות על סמך מאפייני החומר, פרמטרי ציוד ותקציבי עלויות כדי להשיג איזון בין יעילות לחיסכון.
