离心机基本上属于后处理设备，同其它分离机械相比，不仅能得到含湿量低的固相和高纯度的液相，而且具有连续运转、操作安全可靠、减轻劳动强度和占地面积小等优点，所以随着各工业部门的发展而得到广泛应用。

离心机的主要部件一般是由普通碳钢和不锈钢等金属材料制成的。但是随着高分子材料、复合材料、纳米技术以及粘结、镶嵌、衬包、喷涂等新工艺的发展，在离心机上涌现出越来越多的用来代替金属材料的新材料。本文将介绍其中四种性能优良的新型材料，并在此基础上预测离心机材料的发展趋势。

1 四种新型材料的性能和在离心机上的应用

1.1 玻璃钢

玻璃钢是玻璃和树脂组成的复合材料，虽然玻璃和树脂的韧性和强度都不高，玻璃钢却有很高的强度和韧性，而且耐腐蚀性能好，重量很轻。所以玻璃钢发展很迅速，已成为一种重要的工程结构材料，使机器构件不用金属成为可能。

由于玻璃钢有强度高、耐腐蚀的性能特点，可以考虑用玻璃钢来制作离心机转鼓。这时因为玻璃钢的高强度，满足了在高速旋转情况下转鼓对强度的要求；玻璃钢的耐腐蚀性保证了一般情况下转鼓直接与物料接触也不会被腐蚀。用玻璃钢制作离心机转鼓不仅可行而且还具有许多金属材料所不具备的优点：由于玻璃钢的密度约只为不锈钢的1/4，同样大小的玻璃钢转鼓的质量远远小于不锈钢转鼓的质量，而转鼓自身的质量所引起的应力约占总应力的一半左右，所以玻璃钢转鼓的总应力大大降低了。并且在总消耗功率中占相当大比重的离心机的启动功率也与转鼓质量（密度）成正比，降低了转鼓的密度，就意味着降低了功率消耗，所以玻璃钢转鼓节省了能耗。

除此之外，因玻璃钢满足了离心机机壳对优良的耐磨性（以承受强力冲刷）的需要，故它还可用来制作离心机的机壳。例如在三足式离心机中，转鼓的转速可达750～2000r/min，抛出的液体对壳体内壁有很强的冲刷力，如果接触的介质腐蚀性不很强，可选用通用不饱和聚酯做基体材料，增强材料外层采用表面毡，其余均采用中碱玻璃纤维布铺覆和短切玻璃纤维纱喷射交替成型并在内表层加入氧化铝粉末以增加其耐磨性。将按此方法制成的玻璃钢机壳用在三足离心机上，经过一年多的试运转，证明其综合性能优于不锈钢机壳。

1.2 纳米橡塑

双级活塞推料离心机是连续进料、脉动卸料的过滤式离心机，在我国的化工、制糖、制盐行业应用广泛。但在制盐工厂的实际应用中，却发现不锈钢出料斗常被盐粒粘附堵塞，严重时会造成停机。这是因为不锈钢属于合金物质，其合金的金属分子（原子）极易与cl^-相互吸引，使Nacl分子粘附在不锈钢表面，造成堵塞。所以，用新材料来代替不锈钢的要求日益迫切。

经过试验研究，用纳米橡塑斗来取代不锈钢出料斗，既能发挥橡胶的弹性又能克服橡胶不耐磨性。无毒的聚氨酯是高分子有机物，有小的分子间吸附力，从而减少cl^-与出料斗壁的吸附力。当它含有NAT三号纳米粒子时，耐磨性能成倍提高，并且耐酸、耐碱，自身有弹性。在实际运行中，与不锈钢斗相比，橡塑斗几乎没有明显的损坏，并且由于材料弹性，出料斗的筒体自动排除附着堆积的物料，解决了堵塞停机的问题。

1.3 工程塑料

工程塑料的发展历史较短，但由于质轻、节能、强度高、耐腐蚀等特性，几十年来发展迅速。如今已经出现比钢材硬，强度超过钢、钛的塑料。在氟塑料品种中，产量较大，用途较广的是聚四氟乙烯（PTFE）。PTFE具有较低的摩擦系数和特异的自润滑性，有卓越的耐药品性和耐溶剂性，酸、碱、溶剂对它均无侵蚀。

卧螺离心机的径向滑动轴承是一种非自润滑轴承，常用的轴承材质是ZQSn10-1，一般在有润滑条件下才能正常工作，否则就会发生轴瓦与轴颈的“干磨”现象，轴瓦与轴颈都会受到比较严重的损坏。而这是卧螺离心机在高负荷运行条件下，停机检修的主要原因。

因此，为了保证在润滑条件不良情况下离心机能正常的高负荷运转，必须对滑动轴承的材质进行改进。通过对多种材料的性能比较，结合常压离心机的工作特点（径向载荷较大），选择了以聚四氟乙烯为主要成分的复合材料，又添加了一定量的碳纤维、青铜粉、二硫化钼、玻纤，以增加其强度、硬度、自润滑性、耐磨性能等。由于PTFE材料不仅自润滑性能好，而且其减震性能也比较好，设备在运行时振动也相应降低，保护了轴颈，大大减低了备品配件的消耗。除此外，PTFE径向滑动轴承的使用，延长了设备的运行周期，避免了因经常性停机而造成的产量的降低。

聚四氟乙烯还可以用于卧螺离心机螺旋叶片的制造。螺旋叶片的耐磨性关系到螺旋输送器的寿命。以聚四氟乙烯为基材，填充高分子粉或合金粉和氧化物等材料，采用粉末冶金烧结成型的螺旋叶片，其耐磨性很高，年磨损量只有0.002～0.004mm，超过了采用硬质合金来硬化后的螺旋叶片的耐磨性。

1.4 硬质合金

作为刀具材料使用的碳化物基金属陶瓷常被称为硬质合金。硬质合金的硬度很高，耐磨性很好，强度和韧性都较好，适于做切削刀具、表面耐磨材料以及某些高刚度结构件。

硬质合金的优异性能，可以充分利用在螺旋卸料离心机上。螺旋输送器是螺旋卸料离心机的主要部件，它的寿命取决于螺旋叶片的耐磨性。螺旋叶片磨损较严重的地方是它的顶部。它磨损后，通常使螺旋的输渣能力降低，含渣量增大，所以要求叶片材料有高的硬度和耐磨性。常用的方法是在螺旋叶片表面堆焊硬质合金或在叶片上喷涂硬质合金或采用可更换的耐磨的硬质合金叶片。

硬质合金也适于做刮刀离心机的刮刀片。因为刮刀片工作时不仅受到剧烈的磨损和冲击载荷，而且长期与有腐蚀性的介质接触，所以要求刮刀片应具有耐磨、机械强度高、耐腐蚀等性质。目前国外使用的刮刀材料多为耐磨、耐腐蚀的高镍铬硬质合金，如Elcomat K，其成分大约为Cr24%，Ni20%，Cu3.5%，Mo2.0%，Si1.25%，Mn6.3%，C≤0.13%，每把刮刀可连续使用刮削硫铵2000吨左右，磨损后经修理刨平能修复使用4～5次。其效果比采用1Cr18Ni9为好。有的使用堆焊硬质合金及镶陶瓷片，使用寿命可以提高5～6倍。

2 离心机新材料的展望

由于纳米材料的特殊结构，从而具有传统材料所不具备的物理、化学性能。纳米材料作为添加剂加入传统材料中用于改性，能提高原材料机械强度、防腐蚀性能、耐磨性等。在涂料中加入纳米材料，如纳米级TiO₂、ZnO、CaCO₃、SiO₂及炭黑等作为颜填料或助剂，将很大程度地对材料增强增韧，提高涂层对腐蚀介质的屏蔽作用。纳米材料在结构和性能等方面均显现出诱人的特征，使之成为离心机材料领域研究的热点。

复合材料可以由金属、高聚物和陶瓷中任意两者人工合成，也可以由两种或更多种金属、高聚物或陶瓷来制备。复合材料的优越性是，它可以改善或克服组成材料的弱点，充分发挥它们的优点。所以，将传统材料复合，可以得到所需的离心机材料。

金属钛及钛合金具有很高的机械性能，耐腐蚀性能和比重小等特点，同时资源丰富。所以，近年来，金属钛及钛合金得到广泛应用。国外出现了应用高强度、耐腐蚀的钛板，在气体保护下焊接而成的新型三足式离心机转鼓。但是在我国，钛及钛合金的加工条件复杂，成本昂贵，在很大程度上限制了它们的应用。我国应加强和重视对钛及钛合金的开发与应用，在降低它们的成本的同时充分利用它们优良的性能。

3 结论

玻璃钢，纳米橡塑，工程塑料和硬质合金都是有优良性能的新型离心机材料，用他们制造的离心机部件或者零件能提高离心机的使用性能，所以应该引起设计者的充分重视。随着高聚物，复合物和纳米技术的发展，离心机材料的发展趋势是用纳米材料对传统材料进行改性，两种或者三种材料的复合以及钛和钛合金的应用。