陶瓷部件并不比其他非金屬部件更受歡迎。其中部分原因是由于成本，部分是由于偏見(jiàn)——認(rèn)為它們更適合要求嚴(yán)苛的應(yīng)用。摩根技術(shù)陶瓷（MTC）公司的Paul Manison揭開(kāi)了覆蓋在這種材料上的神秘面紗的一角。

　　效率和壽命已成為泵的重要買點(diǎn)，因此制造商設(shè)法在每個(gè)設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)尋找改進(jìn)空間。采用技術(shù)陶瓷部件可能會(huì)大大改進(jìn)運(yùn)行性能。

　　陶瓷材料過(guò)去一直被人忽視，因?yàn)樗鼈兊母叱杀狙谏w了其所有的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在，在制造商努力滿足更加嚴(yán)格的環(huán)保和維護(hù)控制條例的過(guò)程中，許多公司走在了前列，例如格蘭富公司正在研究如何將這種材料融合到其現(xiàn)有以及新泵的設(shè)計(jì)中。

先進(jìn)的技術(shù)陶瓷

　　先進(jìn)陶瓷制成的部件不易磨損，壽命長(zhǎng)且性能穩(wěn)定。它們特別適用于制造堅(jiān)固耐用的泵產(chǎn)品，例如家用和工業(yè)用泵。它們比金屬部件具有更多優(yōu)勢(shì)。陶瓷部件制成的循環(huán)加熱泵通常可以使用15年以上。

　　先進(jìn)陶瓷可以形成或燒制成硬度僅次于金剛石的一種材料，而且采用陶瓷注射成型、干壓和擠出等制造工藝，仍然可以制成各種復(fù)雜的形狀。

采用注射成型可以大規(guī)模生產(chǎn)形狀復(fù)雜的精密部件

　　這種部件還可以通過(guò)金屬處理和銅焊技術(shù)，簡(jiǎn)單地與金屬或其他陶瓷部件相連。

　　多年來(lái)，幾家領(lǐng)先的泵業(yè)制造商已經(jīng)充滿信心地采用陶瓷來(lái)制造潛水泵、離心泵和其他工業(yè)泵的軸承和密封環(huán)。雖然其優(yōu)勢(shì)明顯，但陶瓷仍然是一種非標(biāo)準(zhǔn)材料。

　　對(duì)于中央加熱系統(tǒng)和家庭服務(wù)系統(tǒng)中所用的循環(huán)泵，需要它們?cè)陂L(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中具有安靜、穩(wěn)定和高效的性能特點(diǎn)，通常每年最多可運(yùn)行5000小時(shí)。

　　世界領(lǐng)先的泵業(yè)制造商格蘭富意識(shí)到，傳統(tǒng)的不銹鋼軸/碳軸承對(duì)泵的壽命和噪音有著直接影響。格蘭富經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，氧化鋁陶瓷軸和軸承組合使泵具有了出眾的穩(wěn)定性和使用壽命。

　　不銹鋼軸/碳軸承在泵的設(shè)計(jì)和制造中還是最普遍的，但是這種材料組合對(duì)于加熱系統(tǒng)中的石灰石和黑色的氧化鐵粒子并非總具有最佳的耐磨性。這些泵部件的逐漸磨損提高了噪音，降低了泵效，某些情況下還會(huì)導(dǎo)致泵的停機(jī)。過(guò)去，陶瓷材料的高成本掩蓋了其所有的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在，許多泵業(yè)公司開(kāi)始著手研究如何將這種材料融合到其現(xiàn)有以及新型號(hào)泵的設(shè)計(jì)中，以提高泵的性能和使用壽命。

MTC公司生產(chǎn)的一系列泵和閥門部件

　　陶瓷軸/軸承在含有磨蝕性粒子的水中旋轉(zhuǎn)，所形成的磨損幾乎可以忽略，因此長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后噪音也不會(huì)提高。那么為什么沒(méi)有更多的泵業(yè)制造商選擇陶瓷？下面是一些關(guān)于這種材料的普遍誤解：

誤解

　　1. 陶瓷昂貴。生產(chǎn)精密技術(shù)陶瓷部件的工藝步驟復(fù)雜，因此單個(gè)部件的制造成本可能高于聚合物或金屬部件。但是，必須考慮總體價(jià)格/性能的比值。使用低性能材料的隱形成本包括較短的使用壽命、更批頻繁的維修、故障率的提高、性能的下降和磨損以及噪音的增加。

　　2. 陶瓷易碎。陶瓷容易碎嗎？這可能是陶瓷工程師們被問(wèn)到的最普遍的問(wèn)題，答案既是肯定的也是否定的。大多數(shù)工程師在談到陶瓷的彎曲強(qiáng)度和碎裂強(qiáng)度時(shí)都會(huì)緊張，可能這是由于我們知道餐盤都很容易摔裂。但是新一代的高技術(shù)陶瓷材料具有很高的強(qiáng)度。它們與我們家里常見(jiàn)的那種陶瓷處于譜圖的兩端。它們與某些標(biāo)準(zhǔn)金屬材料相當(dāng)，通過(guò)很好的設(shè)計(jì)，根本不用擔(dān)心碎裂問(wèn)題。

　　盡量減小拉伸應(yīng)力、消除應(yīng)力提高點(diǎn)、確保壓縮載荷、精確計(jì)算應(yīng)力分布都會(huì)防止發(fā)生故障。這種陶瓷材料可以達(dá)到最高的機(jī)械和物理強(qiáng)度。領(lǐng)先的陶瓷制造商摩根技術(shù)陶瓷（MTC）公司生產(chǎn)性能獨(dú)特的陶瓷部件，可用于車輛和盔甲中。該公司的產(chǎn)品可以滿足最嚴(yán)格的城市防彈需求。

　　陶瓷材料非常耐久，還可以在外科手術(shù)中為外科醫(yī)生和病人提供人造關(guān)節(jié)。創(chuàng)新的制造技術(shù)使這種材料具有了生物相容性和耐久性優(yōu)勢(shì)，其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。

先進(jìn)陶瓷用作人造髖關(guān)節(jié)材料，通常具有20年以上的使用壽命

　　3. 只有形狀簡(jiǎn)單的部件才可以量產(chǎn)。自20世紀(jì)20年代使用陶瓷火花塞和絕緣體以來(lái)，技術(shù)和材料已經(jīng)出現(xiàn)了重大進(jìn)展。干壓、等壓成型、綠色加工和擠出已經(jīng)成為常見(jiàn)的成型工藝。

　　對(duì)于高精度部件的大中型規(guī)模的生產(chǎn)，MTC公司采用陶瓷注射成型（CIM），CIM是一種創(chuàng)新的成型工藝，用于各種部件的制造，包括形狀復(fù)雜的部件。批次間的質(zhì)量穩(wěn)定性及優(yōu)異處理能力將公差減小到了±25 祄，而且無(wú)需用金剛石打磨。當(dāng)部件的復(fù)雜程度超出傳統(tǒng)成型工藝（如干壓）的加工能力時(shí)，可以采用CIM ；當(dāng)CNC加工無(wú)法實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的生產(chǎn)時(shí)，CIM也是一種替代選擇。

　　4. 由于陶瓷非常硬，無(wú)法將其打磨到緊公差。陶瓷以極高的硬度而廣為人知（洛氏硬度75-86R45N），其硬度僅次于金剛石。采用最新的金剛石處理和研磨輪技術(shù)，可以將陶瓷的精度公差縮小到微米。

　　5. 陶瓷會(huì)收縮。先進(jìn)陶瓷僅在制造過(guò)程中會(huì)發(fā)生收縮。陶瓷部件在高溫下燒制去除粘結(jié)劑，隨后，材料被燒結(jié)成一個(gè)厚重的物體。在燒結(jié)過(guò)程中，部件會(huì)均勻收縮25%，同時(shí)形狀保持不變。通過(guò)良好的過(guò)程控制，燒制的部件可以具有緊公差，通常不需要進(jìn)行后燒結(jié)處理。

　　6. 陶瓷不具備高溫穩(wěn)定性。在高速應(yīng)用領(lǐng)域，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的磨擦熱可能會(huì)使金屬軸承發(fā)生問(wèn)題。這些問(wèn)題通過(guò)使用陶瓷都有所緩解，因?yàn)樗鼈兙哂袃?yōu)異的熱性能。某些等級(jí)的氧化鋁部件可以在超過(guò)1200℃的溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)。陶瓷在室溫下的熱膨脹系數(shù)（CTE）通常在6.3-8.1×10-6/℃之間。

　　7. 陶瓷多孔。根據(jù)特定應(yīng)用的要求，它們成為多孔材料，例如過(guò)濾器。但是泵中的陶瓷部件可以燒結(jié)成無(wú)空的實(shí)心部件。氧化鋁的密度通常為3.5-3.95g/cm3，氧化鋯為5.5-6.0g/cm3。

　　時(shí)代不同了，陶瓷正變得越來(lái)越普遍，不僅僅是在泵行業(yè)，而是在每一個(gè)行業(yè)中——從航空航天到半導(dǎo)體，從軍事到醫(yī)療。

　　隨著與環(huán)境和性能相關(guān)的許多要求增多，制造商別無(wú)選擇，只能尋找更廣闊的市場(chǎng)，開(kāi)始投資具有長(zhǎng)期回報(bào)的領(lǐng)域。這其中的關(guān)鍵是要與材料專家合作。找到一家能夠從概念和可行性研究到原型開(kāi)發(fā)再到大規(guī)模生產(chǎn)整個(gè)過(guò)程都能提供幫助的公司。一旦找到這樣的合作伙伴并成功地將陶瓷融入設(shè)計(jì)中時(shí)，沒(méi)有人會(huì)再向后看了。