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砂磨機在特種陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用 |
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| 在特種陶瓷制備過程中，濕法研磨是得到納米陶瓷粉體比較有效的一種方法，它既避免了化學(xué)法制備納米粉體的高成本，又能達到節(jié)能減排，同時也避免了一些傳統(tǒng)機械法研磨細度難以達到納米級粉體的不足。 那么，納米研磨與分散設(shè)備——砂磨機在各種先進陶瓷的制備中有怎樣的應(yīng)用？ 1 在氧化鋁陶瓷制備中的應(yīng)用 在《不同微觀結(jié)構(gòu)氧化鋁微晶陶瓷顆粒的制備與表征》中，研究者得出結(jié)論：砂磨工藝可明顯促進γ-AlOOH溶膠膠粒的分散。隨砂磨次數(shù)的增加，粒度分布越來越窄，同時粒徑逐漸變�。唤�(jīng)砂磨5次后，溶膠膠粒d（0.1）=1.225μm，d（0.5）=1.841μm，d（0.9）=2.698μm。用砂磨后的溶膠所制備氧化鋁微晶陶瓷顆粒微觀結(jié)構(gòu)更均勻，晶粒尺寸明顯變小。顯微硬度值更高，硬度值分布更均勻、偏差更小，平均值為22GPa。 2 在氧化鋯陶瓷制備中的應(yīng)用 為了研究不同研磨設(shè)備及研磨工藝參數(shù)對粉體團聚體的解聚效果，研究者以d50=1.355μm的氧化鋯粉體為研究對象，研究了研磨設(shè)備和工藝參數(shù)對氧化鋯料漿粒度的影響。首先，分別采用立式球磨機、立式珠磨機和臥式砂磨機為研磨設(shè)備，以Φ2mm的氧化鋯球作為研磨介質(zhì)，以m介質(zhì)：m物料=5：1的介質(zhì)物料比研磨15h后，檢測研磨后氧化鋯料漿的粒度。結(jié)果表明，臥式砂磨機的研磨效果最優(yōu)，研磨后氧化鋯料漿的d50=0.303μm。 3 在碳化硼陶瓷制備中的應(yīng)用 碳化硼（B4C）是重要的超硬材料，B4C陶瓷是高性能的工程陶瓷材料，采用亞微米級超細粉體原料是制備碳化硼陶瓷良好性能的關(guān)鍵。研究者采用砂磨工藝制備亞微米B4C超細粉體，對砂磨工藝的球料比、料水比和分散劑用量等工藝參數(shù)進行了考察，成功制備得到中位粒徑D50小于0.6μm的碳化硼超細粉體，并用以制備得到了高致密度無壓燒結(jié)碳化硼陶瓷。 4、在鈦酸鋇陶瓷制備中的應(yīng)用 在制備鈦酸鋇粉體的中間體超細碳酸鋇過程中，研究者通過對原料的過濾及除鐵降低了雜質(zhì)的含量；通過使用自制Ａ試劑及微波干燥的方式顯著提高了產(chǎn)品的比表面積，再通過適當(dāng)?shù)纳澳スに嚝@得了粒徑小、分布窄，比表面積大的超細碳酸鋇粉體。 5、在鋯酸鋇陶瓷制備中的應(yīng)用 研究者將固相法粉體球磨20h和砂磨1h進行對比。利用激光粒度儀測定處理后粉體的粒度。如下圖所示，粉體球磨后，粒徑及分散性未見明顯改善，這是由于固相合成的鋯酸鋇粉體，在高溫作用下形成了硬團聚，普通的球磨預(yù)處理無法打開此類團聚現(xiàn)象。但粉體經(jīng)過砂磨預(yù)處理后，分散性得到明顯改善，10μm左右由于硬團聚形成的二次粒子峰完全消失，只留下1微米左右的一次粒子峰，甚至有部分顆粒發(fā)生破碎，出現(xiàn)了一個0.2μm左右的新的粒徑分布峰。砂磨后的粉體粒度小，燒結(jié)活性高，更易于燒結(jié)。 6 在鋰鈮鈦陶瓷制備中的應(yīng)用 研究者通過X射線衍射、掃描電鏡等分析手段結(jié)合介電性能測試結(jié)果，探討了不同球磨方式(普通球磨及砂磨)制備的粉體對Li1.0Nb0.6Ti0.5O3(LNT)鋰鈮鈦陶瓷的燒結(jié)行為、微觀結(jié)構(gòu)及微波介電性能的影響。用砂磨的方式粉碎粉體，獲得了粒度分布均勻且分散性很好的粉體，在一定程度上降低了LNT陶瓷的燒結(jié)溫度。另外，通過砂磨粉碎的粉體燒結(jié)而得到的陶瓷樣品密度、相對介電常數(shù)(εr)及機械品質(zhì)因數(shù)與諧振頻率的乘積(Q×f)均高于普通球磨工藝制備的。結(jié)果表明：在1050℃燒結(jié)的陶瓷其具有相對優(yōu)異的微波介電性能，εr=69.9，Q×f=5887 GHz，諧振頻率溫度系數(shù)τf=28.3×10–6/℃。 7 在高性能功能陶瓷制備中的應(yīng)用 高性能功能陶瓷材料制備需采用原料高純度、超細、低團聚、窄顆粒分布、流動填充性好的陶瓷粉體原料，針對這一共性技術(shù)問題，專家在對比分析球磨、攪拌磨、砂磨等細磨工藝特點的基礎(chǔ)上，提出了用攪拌式砂磨和水力旋流分離相結(jié)合的研磨新工藝，不僅顯著提高了研磨效率、減少了研磨介質(zhì)對物料的污染、縮小了顆粒的分布范圍，而且顯著提高了陶瓷材料的力學(xué)和電學(xué)性能，在功能陶瓷制備的原料加工方面有較好的指導(dǎo)作用和推廣應(yīng)用價值。 |