在化学工程，金属冶炼，采矿等行业的物料输送过程中，输送泵往往需要遭受含有固体颗粒的浆料的冲击，腐蚀性流程的侵蚀，高温流体的冲击，这些工况都有潜在的破坏性，很容易对输送泵造成重大影响，甚至影响输送泵的正常工作或对传输介质造成介质污染，进而影响工艺流程的稳定进行，因此需要对这些极端应用环境的泵进行特殊的选材，以保障生产顺利及产品品质。

先进陶瓷材料往往具有高硬度，高熔点，低磨损，抗酸碱腐蚀这些特点，并且在高温下还能保持这些特性。得益于这些特性，先进陶瓷材料通常是很耐磨，耐高温的，且几乎对所有的化学物质都有极好的抵抗力，可在大多数溶剂，酸和碱性溶液甚至乎熔融金属中应用。因此，先进陶瓷材料非常适应于制作应用于极端环境的泵组件。

▲先进陶瓷材料可用于泵组件密封衬垫，柱塞，叶轮，球阀等等

陶瓷材料常以陶瓷涂层及陶瓷件这两种形式用于泵组件的组件。对于一部分应用，在泵组件上涂覆陶瓷涂层已足以保证耐磨能力，而对于更极端的磨损，腐蚀或高温应用，往往需要采用更为坚固耐打的全陶瓷材料，例如用于输送超过130℃的70%硫酸，温度高达550℃的腐蚀性熔融盐等。

▲腐蚀性流体输送难

除了耐腐蚀能力，陶瓷泵还有着表面可加工得光洁易清洗杀菌，低磨损，化学惰性等特性，因而制药、食品和饮料、医疗和化妆品行业也广泛应用。

另外，陶瓷还有一个非常值得“表扬”的地方，虽然陶瓷件单次投资比较大，但优秀的陶瓷柱塞等泵组件磨损量极少，可以让泵的寿命的更加长维护工作量更低，例如灌装泵在大批量生产设备中运行10年，仅需很少的维护量。

全陶瓷离心泵用于化工设备，图片来源京瓷

泵中常用的先进陶瓷材料：

常见的陶瓷泵材料包括氧化铝、氧化锆、氧化铝/氧化锆复合材料、蓝宝石、石英、熔融石英、氮化硅和碳化硅。具体的选择什么陶瓷材料将取决于泵送介质类型和介质温度，以及材料的热膨胀系数、韧性、耐火性、硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性的匹配。如下图所示，虽然所有的普通陶瓷泵材料比不锈钢硬，但在不同的陶瓷材料之间会出现较大的硬度变化。

京瓷部分陶瓷材料强度及抗弯强度

除了从性能匹配的角度去选取泵材料，陶瓷其制备难度及成本也是一个重要的考虑因素。例如蓝宝石是一种高纯度、坚硬的材料，能承受热冲击和环境冲击，同时提供高耐磨性和化学相容性，但与单晶蓝宝石相比，氧化铝则相对便宜，如何能满足应用要求则可选用氧化铝陶瓷材料替用。钇稳定氧化锆具有高韧性、耐火性、硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性常用于泵柱塞或活塞。碳化硅也有具有很高的硬度和耐化学性及耐高温能力，举个例子京瓷的碳化硅能在1400°C温度下的保持高强度。

作者：粉体圈小白