Pirita de Hierro

Aplicaciones de pirita de hierro en ruedas adheridas con resina y forros de freno

¿Qué es la pirita de hierro?

La pirita de hierro es un mineral de sulfuro natural, y es el ejemplo más común del mineral de sulfuro. Se encuentra naturalmente en las costuras de cuarzo y junto a los depósitos de carbón. En su forma pura, tiene un brillo metálico que le da una apariencia superficial al oro - por lo tanto la pirita se conoce a menudo como "oro tonto". Pyrite encuentra muchos usos, pero debido a su costo relativamente barato y niveles moderados a altos de dureza de 6-7 en la escala Mohs, en comparación con el hierro (4 Mohs) y la uña humana (2 Mohs).

Debido a esta dureza, a menudo se puede encontrar que se utiliza en entornos mecánicos donde se requiere una alta tolerancia a la presión resistiva, como un componente en las pastillas de freno y como un relleno activo en las ruedas de rectificación para el sector manufacturero, pero donde no se requiere un material súper duro como el diamante. Además de los altos niveles de dureza, la pirita tiene una temperatura de descomposición térmica moderada, descomponiéndose entre 540-700 oC en sulfuro de hierro(ii) y azufre elemental. También es no tóxico y a pesar de estar compuesto principalmente de hierro por peso, la pirita no se considera una fuente útil de hierro.

Pirita de hierro para forro de freno

Las pastillas de freno se componen de aditivos de fricción. Los aditivos para almohadillas de freno incluyen, aglutinantes, rellenos y fibras de refuerzo que producen colectivamente una almohadilla que es fácil de fabricar y confiable, al mismo tiempo que reduce los efectos secundarios no deseados, como el exceso de ruido y calor.

Polvo de pirita de hierro se utiliza principalmente como aditivo de almohadilla de freno / aditivo de fricción y como lubricante en la fabricación de pastillas de freno, para una variedad de aplicaciones. La aplicación de pirita de hierro puede incluir un relleno de forro de freno. La adición de pirita a la almohadilla modula la dureza - relación de fricción, un factor crucial en el rendimiento de una almohadilla de freno, como un sólido que es demasiado duro también podría ser frágil, que luego fallaría en el escenario de alta presión y calor de frenado por fricción. Una pastilla de freno fallida significa frenado ineficiente y riesgo potencial para la vida. El frenado funciona a través de la conversión de energía cinética a energía térmica - por lo tanto, es crucial que cualquier pastilla de freno tenga una alta capacidad general para distribuir el calor uniformemente.

Almohadilla de freno y disco de freno

¿Cómo se usa?

La pirita de hierro para el forro del freno se utiliza como lubricante en el diseño de la almohadilla de freno, así como un relleno de forro de freno. El término "lubricante" parece contraintuitivo, pero en la aplicación del frenado, es crucial que se logre un patrón de frenado uniforme en todo momento. Como tal, los fabricantes de pastillas de freno utilizan aditivos de fricción - tanto lubricantes como abrasivos - para modular la vía de frenado para la uniformidad.

La elección del lubricante es a menudo para asegurar que las temperaturas de funcionamiento se mantienen por debajo de la del montaje de la pastilla de freno metálica. La temperatura de descomposición de la pirita semimetálica se ajusta perfectamente a los requisitos. Los lubricantes pueden componer entre 5 y 30 de la composición de una pastilla de freno, y por lo general la pirita se añade al proceso de fabricación de la pastilla de freno como un polvo finamente molido. Además de la vía de lubricante, la pirita ayuda en la disipación de calor en la almohadilla, donde la pirita está actuando en un papel de relleno, además del papel aditivo de fricción.

La pirita de hierro para el forro de freno se encuentra y se utiliza en pastillas de freno de alto rendimiento y zapatos (para diferentes modos de frenado) como aditivo de fricción y relleno de forro de freno, particularmente en el sector de la automoción, por marcas como Ferodo, Road House y Bosch - junto con el hierro metálico, la hematita y el carbono como materiales de fricción primaria.

pastillas de freno y disco de freno fabricados con pirita de hierro

Pirita de hierro en ruedas adheridas con resina

Una rueda unida de resina es un tipo de rueda de rectificación empleada en la industria, están formadas por un abrasivo (como carburo de silicio o diamante sintético, a menudo conocido como 'grit'), un relleno (típicamente un compuesto inorgánico) y un aglutinante. Los aglutinantes son de naturaleza orgánica, típicamente resinas fenólicas. La pirita de hierro para las ruedas de rectificación es una opción eficaz y económica como relleno de la rueda de rectificación. La adición de un relleno a una resina mejora la resina (y por lo tanto la herramienta general) mediante la adición de resistencia al calor, tenacidad y resistencia a las roturas y a menudo es responsable de los aumentos en la porosidad.

La porosidad es un concepto importante en aplicaciones de molienda industrial. Un mayor nivel de porosidad aumenta el suministro de refrigerante a la zona de molienda, al tiempo que permite al mismo tiempo la eliminación de residuos y residuos. Un relleno también puede actuar como un abrasivo secundario. Las ruedas abrasivas comunes suelen tener un contenido de resina de alrededor de 8 wt, con un contenido de relleno de alrededor de 3 wt, siendo la balanza abrasivas/grit primaria.

¿Cómo se usa la pirita de hierro para muelas?

Durante la fabricación de resina fenólica unida ruedas de molienda, pirita se añade como un relleno en la resina junto con la arena, con la adición de rellenos en parte responsables del grado y dureza de la resina en general. Las aplicaciones de pirita de hierro incluyen ser utilizado como un relleno de la rueda de molienda, pirita se describe como un "relleno activo", ya que la superficie de la pirita de hierro interactúa con otros compuestos en la resina, teniendo en cuenta una microestructura de relleno interconectada. Azufre – que contiene aditivos como la pirita prevenir la formación de capas de óxido de metal a través de una reacción redox de alta temperatura, que a su vez provoca el retraso de la oxidación a la propia unión de resina fenólica, prolongando a su vez la vida útil de la herramienta.

Rueda de molienda con chispas
máquina de molienda que utiliza pirita de hierro

Las muelas unidas de resina se utilizan en situaciones convencionales, de alta precisión y de molienda súper abrasiva, para los dos últimos escenarios, la alta capacidad de calor de la pirita es beneficiosa como un disipador de calor, reduciendo la temperatura en el lugar de la actividad de molienda y, por lo tanto, mejorar el rendimiento. El enlace en sí es conocido por su capacidad para soportar altos niveles de carga de choque.

Pirita de hierro para las ruedas de rectificación se añade en la forma monocristalina pura, tomando una forma de astilla, o forma de aguja, esta adición no sólo ayuda con la mejora de la conductividad térmica como se mencionó anteriormente, sino que mejora la resistencia a la tracción y la porosidad de la resina adherida abrasiva. En general, se aumenta la durabilidad, lo que se traduce en un mayor tiempo de actividad de molienda y menos requisitos para reemplazar la herramienta de molienda. La pirita se ha utilizado en diferentes grados abrasivos unidos de resina, incluyendo aplicaciones con abrasivos cerámicos, de carburo y de alúmina.

¿Dónde más se ha usado pirita?

Usos de pirita de hierro tienen una amplia gama en otras situaciones industriales como una fuente de azufre, cenizas de pirita se han encontrado para ser un buen aditivo / relleno para betún para ser utilizado en la construcción de carreteras. El rendimiento, así como los rellenos establecidos (cemento Portland, polvo de piedra caliza), el betún dopado con pirita resultante resultó en buenos datos en las pruebas de mezcla, estabilidad y flujo. Esta adición de cenizas de pirita puede ser vista como beneficiosa para el medio ambiente, ya que evita que las cenizas de pirita (un subproducto de la producción de carbón) de otro modo vayan a ser residuos. Como un componente de los depósitos 'Shungite', pirita de hierro se ha encontrado en pequeñas cantidades y se ha utilizado en general como un potenciador de la producción de caucho sintético, junto con otros minerales.

Aparte de ser un relleno, pirita ha encontrado otros usos en los últimos años, en particular como un cátodo en nuevos tipos de células de la batería. Se ha demostrado que se ha demostrado un cátodo de pirita nanocristalina junto con un ánodo de magnesio en un electrolito de sal de sodio/magnesio doble, que ofrece densidades energéticas de circa. 210 vatios hora por kilogramo, que es comparable a las células de iones de litio líderes en el mercado, y el doble de la capacidad de las células de iones de magnesio.

Este rendimiento es especialmente bueno teniendo en cuenta el bajo costo de los materiales. La pirita de hierro se ha identificado como un material potencialmente útil para la fabricación de células solares flexibles, mostrando un alto carácter absorbente solar utilizando capas mucho más delgadas que las que se utilizarían para el silicio. Los investigadores, sin embargo, han encontrado que las dificultades derivadas de defectos superficiales (una falta de átomos de azufre en la estructura cristalina) están causando ineficiencias en uso como células solares. A pesar de esto, se está trabajando en este material aparentemente prometedor.

ruedas de molienda

Resumen

  • Polvo de pirita de hierro es un mineral natural de azufre que tiene un buen nivel de dureza y tiene un perfil de estabilidad térmica que es útil en aplicaciones de frenado y molienda, también es relativamente barato y no tóxico.
  • Los usos de pirita de hierro incluyen actuar como un aditivo de fricción en la fabricación de pastillas de freno y zapatos, así como un lubricante, para garantizar la uniformidad en el proceso de frenado.
  • Se utiliza en ruedas unidas de resina como relleno activo, mejorando el rendimiento de la rueda de rectificación general mediante el aumento de los niveles de porosidad, la modulación de la conducción de calor y la resistencia física de la rueda.
  • Se ha demostrado que la pirita es un relleno útil en la producción de betún, reemplazando los rellenos tradicionales como la piedra caliza y el cemento y pequeñas cantidades en la producción de caucho
  • Los usos de pirita de hierro fuera de los rellenos incluyen estar en celdas de batería mixtas, y como un material potencial para la generación de energía solar.
pastilla de freno y disco de freno

Referencias

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Polvo de piritas en una olla