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摘要：饲料加工设备是保证饲料质量的重要条件。随着大型集约化饲料工业的发展趋势，对饲料加工设备的生产能力和连续生产能力的要求不断提高。随着信息技术的发展，对材料制造设备的要求越来越高。逐渐开发出一些性能优良的先进复合材料，并将其应用于生产中，对提高饲料加工设备的性能起着关键作用。
关键词：先进复合材料；饲料机械领域；研发与发展方向
一、引言
我国在改革开放以来，饲料加工企业正在以惊人的速度发生着改变。我国饲料企业的规模不断扩大，其生产能力也在不断提高。从笔者所在企业来看，饲料加工的工厂数量不断增加。即使我国饲料企业起步晚，发展年限较短，但是我国饲料企业已经建立了较为完善的管理体系。同时，它也直接影响着国家制造业和水工业的健康。从我国饲料技术的发展趋势看，规模化，集约化生产的趋势越来越明显。
二、先进复合材料在饲料机械领域的研发过程
数据显示，自2011年以来，合法的饲料生产商每年以1000个的速度消失。近年来，我国的饲料产量一直在增加，但饲料生产企业却逐年减少，从粗放型向集约型转变。饲料加工能力应不断提高，生产能力应不断提高。因此，制造材料的设备要求越来越高。在许多情况下，单相材料无法满足设备性能的要求。一些性能更好的先进复合材料正在逐步开发和应用到生产中。这些对提高设备性能起着关键作用。高级复合材料（ACM）是由两种或两种材料（例如金属材料，陶瓷材料或聚合物材料）组成的多相材料。根据用户和市场的需求，其研发目标是满足饲料机械工业不断增长的性能要求。尤其是我国大力提倡节能环保的理念。从我国当前的发展情况以及未来的发展趋势来说，饲料加工企业需要结合特定的应用领域。主要对饲料机械用高性能复合材料的重要研发方向加以研究。
三、高性能复合材料在饲料机械领域的研发方向
1.颗粒增强聚合物基复合材料
聚合物材料，由于其价格低，重量轻和综合性能优异，它被广泛用于饲料设备中。例如，超高分子量聚乙烯被广泛用作支撑结构和连接结构。尼龙被广泛用作支撑和耐磨结构部件。然而，当单一的聚合物材料不能满足要求时，使用颗粒共混来增强或增强材料的性能是进料机械领域中高级复合材料非常重要的研发方向。饲料加工设备是保证饲料质量的重要条件。随着大型集约化饲料工业的发展趋势，对饲料加工设备的生产能力和连续生产能力的要求不断提高。随着信息技术的发展，对材料制造设备的要求越来越高。逐渐开发出一些性能优良的先进复合材料，并将其应用于生产中，对提高饲料加工设备的性能起着关键作用。例如，饲料工厂中的普通振动筛具有非常复杂的受力性能。当普通振动筛承受压力过大时，振动筛可能会出现弯矩和扭转的情况。在饲料加工中，高分子聚乙烯板以及尼龙板被作为原始振动筛支撑板的材料。但是通过近些年的使用情况来看，这两种材料存在着大大小小的问题。虽然高分子量聚乙烯板的韧性强，但是其强度仍然达不到标准。而尼龙板的强度够，但是在使用过程中通常会发生断裂的情况。由此看来，尼龙板的韧性仍然不达标。在这种情况下，有两种选择：增韧尼龙板或增强聚乙烯板。对于尼龙板的增韧，增韧剂非常重要。没有增韧剂就不可能完成增韧改性。尼龙板具有出色的抗冲击性和耐低温性。这样，在确保尼龙板高强度的基础上，可以改善尼龙板韧性差的问题。增强颗粒的选择和含量是增强聚合物聚乙烯片材的关键。常用的增强相是玻璃珠，石墨等。经过实验室论证和客户验证，作者的公司最终采用了玻璃珠增强聚合物聚乙烯片材的解决方案，这是一种典型的颗粒增强复合材料。支撑结构的使用寿命增加了3到5倍。
2.复合材料层合板
层压板是一种典型的复合材料，由两个或多个单层板组成。层压板的组成结构十分奇特。层压板可以由不同材料的单层板组成。同样也可以由相同材料组成。层压板作为一种较为简单的设计方法，其产生的效能受到学术界以及工业界的青睐。复合材料层合板的最大优点在于设计范围宽泛。通过合理的设计，能够为复合材料提供单子材料所没有的特性。因此，在实际的过程中，对设备的结构要求也会较高。此时，可以通过设计复合材料来满足设计要求。例如，饲料机械行业对带有隔板的设备的性能要求很高。具体要求如下：高刚性，挤压过程中不变形；高弹性，挤出时有一定的变形缓冲；高压回缩弹性，释放挤出压力后需要大量压缩回弹；高耐磨性要求一侧具有高耐磨性。原材料由高分子量聚乙烯材料板制成，效果不佳。高分子量聚乙烯片材具有良好的刚性，但是其弹性，回弹性和耐磨性不足。根据作者的分析，单一材料很难满足上述四个特性，因此采用了复合层压板的想法。通过具体的操作来看，设计出来的层压板结构为：第一层为高强度的碳钢板。第二层为发泡硅胶。发泡硅胶具有较高的弹性和压缩回弹力等优点。第三层是聚四氟乙烯板，具有自润滑性和高耐磨性。通过实验表明，复合层压板的设计结构具有较高的使用性能。
3.增韧氧化铝陶瓷
陶瓷材料中原子的键合方式主要是离子键。因此，大多数陶瓷的晶体结构可以认为是由带电离子而不是原子组成的。离子键的键能非常高。所以，大多数陶瓷具有高硬度哥高韧性等优点。除此之外，耐磨陶瓷相比一般陶瓷来说，具有其他材料不可比拟的优势。耐磨陶瓷多领域都有所造就。陶瓷主要包括氧化铝陶瓷和氮化硅陶瓷。在民用领域中，氧化铝陶瓷使用最广泛。氧化铝陶瓷的性能与氧化铝含量有关。氧化铝含量约为75％，称为75瓷；还有80瓷，90瓷，95瓷，99瓷等。氧化铝含量越高，陶瓷的耐高温性，密度，硬度等指标越高。加工技术要求越严格，成本越高。在实际生产中，氧化铝的含量可以根据材料的需要确定。例如，给料机中磨煤机的耐磨装置，传统材料是45钢或高锰钢，使用寿命不理想；考虑更换氧化铝陶瓷材料以延长其使用寿命。但是对于这种应用，有一个很大的问题：一般来说，氧化铝陶瓷的韧性不够好，抗冲击性很差。磨煤机的组件需要一定的冲击韧性。所以，为了使用新材料，必须使氧化铝材料增韧。氧化锆增韧是氧化铝陶瓷中使用最广泛的增韧方法。将纯氧化锆颗粒添加到氧化铝中以形成增韧的氧化铝陶瓷可以显著提高其韧性。因此，饲料加工工厂可以使用氧化铝增韧的90氧化铝陶瓷。同时，高硬度，高耐磨性，韧性以及价格低廉是饲料加工企业在选择材料时需要关注的内容。耐磨陶实际使用寿命是传统45钢材料的4-6倍。因此，该材料大大降低了客户的使用成本，缩短了客户停机和更换零件的时间。为客户带来了更高的效益。因此，耐磨性陶瓷是真正质优价廉的产品。
结语
高性能复合材料的种类正在不断扩大。饲料机械行业作为传统行业，应拓宽视野，积极量化自身的性能要求，并引入或开发满足性能要求的先进复合材料。因此，本文主要介绍了颗粒增强聚合物基复合材料，层压复合材料和增韧氧化铝陶瓷在饲料机械中的开发和应用。从应用实例可以看出，高级复合材料的应用在改善设备性能，减少停机时间和延长设备寿命方面发挥了非常重要的作用。相信未来，更先进的复合材料的开发和工业应用仍将是饲料机械行业寻求发展的突破。
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