Seznam materiálů

Volba správného materiálu pro brusné nástroje a příslušenství je klíčová pro spolehlivou a reprodukovatelnou přípravu vzorků. Tvrdost, odolnost proti opotřebení, příkon energie a potenciální otěr ovlivňují nejen proces broušení, ale mohou také ovlivnit následnou analýzu a následně kvalitu výsledků měření. V tomto přehledu naleznete důležité informace o materiálech používaných společností RETSCH – od různých typů oceli přes karbid wolframu a keramiku, až po achát a plasty.Zjistěte více o jejich vlastnostech, oblastech použití a potenciální kontaminaci materiálů, abyste si vybrali vhodnou kombinaci materiálů pro vaše specifické potřeby přípravy vzorků.

Ocel je slitina, jejíž hlavní složkou je železo s obsahem uhlíku, který je obvykle nižší než 2 %. Změna množství legujících prvků (jako je chrom nebo mangan) a jejich rozložení v oceli řídí vlastnosti, jako je tvrdost, pružnost, tažnost a pevnost v tahu výsledné oceli. Existují různé postupy pro výrobu oceli, které však zde nebudou diskutovány. RETSCH používá pro své nástroje a příslušenství následující typy oceli:

• Nerezová ocel
• Tvrzená ocel („chromová ocel“)
• Ocel pro broušení bez kontaminace těžkými kovy
• Manganová ocel („přesně litá manganová ocel“)

Termín „nerezová ocel“ označuje ocel odolnou proti korozi. Odolnost proti korozi tohoto typu oceli je způsobena velmi tenkým, neviditelným oxidickým ochranným filmem, který se vytváří, když je obsah chromu > 12 %. Odolnost proti korozi se zvyšuje s obsahem chromu. Pokud je však obsah chromu vyšší než 20 %, ocel ztrácí svou vytvrzitelnost a tím i odolnost proti opotřebení. Neustálé vystavení mechanickému namáhání, jako je tomu u brusných nástrojů, může vést ke zničení ochranné fólie a může také zdrsnit povrch. To může mít za následek křížovou kontaminaci a tvorbu korozivních skvrn na materiálu. Ty nejsou známkou nízké kvality, ale jsou způsobeny opotřebením. K odstranění skvrn od koroze lze použít standardní kartáče nebo čisticí prostředky na kovy. Po mokrém čištění se doporučuje díly očistit isopropanolem nebo acetonem a důkladně je vysušit.

Tvrzená ocel, stejně jako nerezová ocel, patří do skupiny chromovaných ocelí. Její obsah chromu však není vyšší než 12 %. Proto odolnost proti korozi není silnou stránkou tohoto typu oceli, ale její velká tvrdost.

Manganová ocel se používá pro lámání čelistí v čelisťových drtičích, protože je ideální pro nástroje odolné proti opotřebení, které jsou vystaveny tlaku.

Karbid wolframu je tvrdý kov. Čistý karbid wolframu, směs krystalů wolframu a uhlíku, je velmi křehký, proto se přidává 6-10 % kobaltu, což zvyšuje houževnatost materiálu a snižuje oděr. Vhodné materiálové složení tohoto tvrdokovu závisí na technických požadavcích aplikace. Karbid wolframu se vyrábí spékáním wolframu a uhlíku. Komponenty se zahřívají pod vysokým tlakem a uhlík je začleněn do krystalové struktury wolframu. Výsledný karbid zvyšuje bod tání a tvrdost kovu.Extrémní tvrdost (i při vysokých teplotách) a odolnost proti opotřebení jsou charakteristické pro tvrdé kovy. V závislosti na složení může být tvrdokovu stejně tvrdý jako diamant. Proto se často používá pro třískové nástroje a nástroje pro neřezné formy. Používá se také pro nástroje, které jsou vystaveny třecímu oděru. Patří mezi ně brousicí nástroje pro mechanické zmenšení velikosti, které se používají ve mlýnech a drtičích RETSCH.

Litina je slitina železa s obsahem uhlíku > 2 % a obsahem křemíku > 1,5 %. V tzv. šedé litině je uhlík přítomen ve formě jemných nepravidelně rozložených grafitových vloček. Termín „litina“ označuje výrobní proces tohoto materiálu, který zahrnuje odlévání taveniny kovů do forem. Na rozdíl od litiny je kujná litina temperována několik dní při teplotě cca 1000 °C v oxidační atmosféře.

Titan (Ti) je chemický prvek s atomovým číslem 22. Patří do skupiny přechodných kovů a je velmi pevný i přes svou relativně nízkou hustotu. Titan vytváří ochranný oxidový povlak, který ho činí odolným vůči korozi. V nejčistší formě je tažný. Pro zlepšení jeho mechanických vlastností (křehkosti) mohou být přidány další prvky, jako kyslík a dusík. Titan je jedním z nejhojnějších prvků v zemské kůře, ale většinou se vyskytuje v nízkých koncentracích ve formě oxidů. Extrahuje se hlavně z minerálů rutilu (TiO2) a ilmenitu (FeTiO3).

Hlavní složkou pro výrobu oxidu zirkoničitého (ZrO2) je minerální zirkon (ZrSiO4), jehož tavením s koksem a vápnem (redukce SiO4) se na průmyslové úrovni získává ZrO2. Výsledný prášek se smíchá s kamenivem a za sucha se lisuje do požadované formy. Vytvořená část se přenese spékáním do surového výrobku a poté se obrušuje a leští podle určeného účelu. Proces spékání lze provádět za atmosférického tlaku i pod vysokým tlakem. Tvarované části získávají své skutečné vlastnosti během spékání. Oxid zirkoničitý se vyskytuje v různých krystalických modifikacích v závislosti na teplotě, které mají různé objemy. Přidáním oxidu yttritého se zabrání přeměně oxidu zirkoničitého v modifikaci, která je stabilnější při pokojové teplotě - je tak udržován v částečně stabilizované formě. Pokud dojde k mikroprasklině, oxid zirkoničitý se v tomto konkrétním bodě rozšířením objemu změní na stabilnější modifikaci. Tento účinek způsobuje okamžité uzavření trhliny. Oxid zirkoničitý se tradičně používá jako žáruvzdorná keramika. Vzhledem ke svým vlastnostem a vysoké biokompatibilitě se oxid zirkoničitý stále více používá jako keramika pro implantáty a zubní náhrady. Kromě toho existuje mnoho technických aplikací pro částečně stabilizovaný oxid zirkoničitý. Je vysoce odolný vůči tepelným, chemickým a mechanickým vlivům, což ho činí velmi vhodným pro brousicí nástroje.

Slinutý oxid hlinitý (Al2O3) je syntetický keramický materiál. V přírodě se Al2O3 vyskytuje ve formě korundu, druhého nejtvrdšího minerálu po diamantu. Díky své tvrdosti se Al2O3 často používá jako brusivo. Při výrobě slinutého oxidu hlinitého se lisovaný prášek hlinitého vypaluje na 1300 °C. Prášek je meziproduktem při získávání hliníku z bauxitu. Hlavními důvody pro použití slinutého oxidu hlinitého v brusných nástrojích jsou jeho značná tvrdost a čistota, ale také rozumná cena. Vzhledem k relativně nízké hustotě slinutého oxidu hlinitého a nízkému energetickému příkonu, který z toho vyplývá, je materiál vzorku při broušení jen stěží vystaven tepelnému namáhání. To může být výhodou u citlivých materiálů, jako jsou rostliny.

Tvrdý porcelán je silikátová keramika, která se skládá ze surovin kaolin (neželezný jíl), potaš, živec a křemen. Skládá se z 25 - 70 % Al2O3 a 30 - 75 % SiO2. Tvrdý porcelán se vypaluje při teplotě cca 1400 °C. V polovině 19. století byl porcelán poprvé používán jako strojírenská keramika, především v elektronickém průmyslu, kde zůstává důležitým materiálem dodnes (např. jako izolátory).

Nitrid křemíku je neoxidická keramika, která vyniká extrémní lomovou houževnatostí a odolností proti opotřebení. Materiál se nevyskytuje přirozeně a vyrábí se různými způsoby. Jednou z nejoblíbenějších výrobních metod je reakční vazba: kompakt křemíkového prášku se zahřívá v dusíkaté atmosféře. Reakce, při které křemíkový prášek vytváří nitridy, začíná při 1200 °C. Vzhledem k tomu, že se nitrid křemíku rozkládá při standardních tlacích a teplotách nad 1700 °C, musí být prášek slinován pod velmi vysokými tlaky. Nitridy křemíku se vyznačují homogenní šedou barvou. Přidáním aditiv do spékání (AL2O3 a Y2O3) lze tvrdost materiálu ještě zvýšit, zatímco pevnost v tahu zůstává. Tato keramika se pak nazývá SiAlONy. Vzhledem ke své vysoké odolnosti proti otěru je nitrid křemíku obzvláště vhodný pro použití v ložiskové technice a jako řezný nástroj.

Achát je křemen-minerál (oxid křemičitý SiO2) a patří do skupiny polodrahokamů. Vzniká v dutinách sopečných hornin vysrážením SiO2 z roztoků. Achát byl pojmenován podle řeky „Achates“ (dnes „Drillo“) na Sicílii, kde byl poprvé nalezen. Dnešní stanoviště zahrnují Čechy, Brazílii, Sicílii a Uruguay. Na počátku 20. století byl achát poprvé použit jako technický materiál. Lékárníci a homeopati brzy poznali, že ruční malty z achátu nabízejí značné výhody pro trituraci prášků a past díky svému čistému složení SiO2 a odolnosti proti opotřebení. Achát nezpůsobuje otěr a díky hladkému povrchu se snadno čistí, což také pomáhá zabránit křížové kontaminaci. Tyto vlastnosti odlišují achát od mosazných nebo tvrdých porcelánových malt. Postupy zpracování achátu se v průběhu let zlepšily použitím diamantových nástrojů, které nakonec umožnily jeho použití v různých brusných nástrojích. V důsledku toho tvrdý porcelán postupně ztrácí svůj význam jako materiál pro mechanické zmenšení velikosti.

Sklo je amorfní, tedy nikoli krystalická látka. Obvykle se vyrábí z taveniny, která se velmi rychle ochladí bez dostatečného času na vytvoření pravidelné krystalové mřížky. Sklo se skládá hlavně z SiO2. Vlastnosti skla lze upravovat pomocí různých přísad. Laboratoře používají převážně borosilikátové sklo kvůli jeho vysoké chemické a teplotní odolnosti. Chemická odolnost je určena obsahem oxidu boritého, který činí přibližně 13 %. Borosilikátové sklo je také známé jako „Jenaer Glass“ nebo „Duran Glass“.

PTFE nebo teflon je termoplast (polymer). Zkratka PTFE znamená polytetrafluorethylen, sloučenina fluoru a uhlíku. Termín „teflon“ je obchodní značka společnosti DuPont. PTFE je prakticky inertní, což znamená, že je odolný vůči mnoha Chemikáliím, jako jsou kyseliny, zásady, alkohol a benzin. Proto se PTFE povlaky často používají jako antikorozní proti agresivním látkám. Dalšími aplikacemi PTFE jsou nepřilnavé povlaky (pro hrnce a pánve), vysoce výkonné tkaniny (Gore-Tex), těsnící materiály a lékařská technologie (implantáty). PTFE byl vyvinut ve 30. letech 20. století při hledání nového chladicího prostředku pro chladničky.

Polypropylen (PP) je termoplastická pryskyřice (polymer), která se vyrábí polymerací z uhlovodíkového propenu. Polypropylen se často používá v laboratorním sektoru. Je odolný téměř jakémukoli organickému rozpouštědlu a tuku, kyselinám a zásadám.

Polykarbonát je termoplast (polymer), který se vyrábí esterifikací kyselin uhličitých dioly. Díky své odolnosti proti poškrábání a nárazům se polykarbonát používá např. jako ochranná fólie pro datové vrstvy na CD a DVD. Je odolný vůči minerálním kyselinám a většině nepolárních rozpouštědel, ale ne vůči acetonu.