Una "bola" podria influir significativament en el destí d'aplicació de l'alúmina d'alta -puresa.
L'alúmina d'alta-puresa, a causa de les seves excepcionals propietats òptiques, elèctriques, tèrmiques i mecàniques, s'ha convertit en un material fonamental fonamental per donar suport al desenvolupament de les indústries modernes d'alta-tecnologia. Des d'il·luminació LED i separadors de bateries de liti fins a hòsties de semiconductors i components òptics-de gamma alta, els diferents graus de puresa d'alúmina d'alta-puresa juguen un paper insubstituïble, imposant cada vegada més-exigències a la qualitat de la pols.
Durant la preparació de pols de nano-alúmina d'alta -puresa{1}}, els equips de mòlta ultrafins humits, com ara molins de boles i molins de perles, són l'opció preferida per a l'etapa de trituració. En l'ús d'aquests equips de mòlta ultrafins, la selecció de mitjans de mòlta és un tema molt important, ja que determina el cost, l'eficiència i la qualitat del producte final després de la mòlta. Els mitjans de mòlta habituals inclouen perles de vidre, perles de silicat de zirconi, boles d'acer, boles d'alúmina, boles de zirconi, etc. Aquests tenen un paper important en el procés de mòlta humida i en la reducció de la mida de les partícules de pols. Tanmateix, és important tenir en compte que fins i tot els mitjans de mòlta amb una excel·lent resistència al desgast no poden evitar completament el desgast i les partícules desgastades contaminaran el material que es tritura. Per tant, els fabricants generalment prefereixen utilitzar mitjans de mòlta fets amb materials iguals o similars.
01 Factors que afecten les boles de mitjans de trituració d'alúmina
Les boles de ceràmica d'alúmina són components de desgast-de fricció i la seva taxa de desgast està influenciada tant per factors interns com externs, i els factors interns tenen un impacte més gran.
La resistència al desgast de la ceràmica d'alúmina està estretament relacionada amb les propietats mecàniques del material i els efectes sinèrgics de la seva microestructura. Actualment, la duresa i la mida del gra de la ceràmica són els factors més estudiats i són els factors interns més relacionats amb la resistència al desgast. La duresa té un efecte significatiu sobre la ceràmica. Com que les mides de gra més petites generalment donen lloc a una millor resistència al desgast de la ceràmica, les ceràmiques resistents al desgast-s'estan desenvolupant cap a estructures microcristal·lines.
Durant la trituració de pols utilitzant equips de mòlta, el desgast de fractura fràgil dels mitjans de mòlta no només afecta la vida útil del propi mitjà, sinó que també provoca problemes de contaminació. Per tant, per reduir l'impacte de la mòlta en la puresa de la pols d'alúmina, sovint és necessari utilitzar perles de ceràmica d'alúmina resistents al desgast-alta-puresa.
02 Selecció de matèries primeres
Puresa
En general, utilitzar pols d'Al₂O₃ d'alta -puresa - és un requisit previ crucial per preparar boles de trituració d'alúmina d'alt rendiment-. Això es deu principalment a: en primer lloc, l'ús de pols d'Al₂O₃ d'alta -puresa - pot reduir eficaçment el risc de formació de porus després de la sinterització i evitar la possibilitat que les impureses inorgàniques reaccionin amb la pols ceràmica a altes temperatures o que quedin a la matriu per formar microesquerdes. Això garanteix la densitat de les boles de mòlta d'alúmina, donant-los una major eficiència de mòlta i resistència al desgast. En segon lloc, l'ús de matèries primeres d'alta-puresa significa que fins i tot si les boles de mòlta es desgasten significativament, les partícules desprengudes no contaminaran la pols d'alúmina d'alta-puresa, mantenint així la seva puresa.
Mida de partícules
El mecanisme de desgast de les boles de mòlta implica principalment una deformació plàstica i una fractura transgranular parcial, donant lloc a un desgast lleu. Si els grans són gruixuts, es pot produir una fractura intergranular que comporta un desgast sever. Com més petita sigui la mida del gra, millor serà la resistència al desgast de la ceràmica. Per tant, a l'hora de seleccionar la mida de partícula de pols en brut, és recomanable utilitzar matèries primeres -Al₂O₃ amb una mida de partícula tan petita com sigui possible per reduir la mida del gra de la ceràmica i millorar la resistència al desgast de les boles de mòlta. A més, en comparació amb les partícules més grans, les partícules més petites tenen una superfície específica o una energia superficial més gran, proporcionant així una major força motriu per a la sinterització, temperatures de sinterització més baixes i una densitat de sinterització potencialment més alta, la qual cosa millora les propietats mecàniques del material.
03 La tecnologia d'emmotllament també és crítica
En general, com millor sigui l'esfericitat de les boles de mòlta, més uniforme serà la distribució de la mida de les partícules del producte mòlt. Les boles de mòlta més petites donen lloc a més punts de contacte entre les boles durant la mòlta, oferint més oportunitats per a la trituració del material i permetent una mòlta més fina. Actualment, les tecnologies d'emmotllament per produir mitjans de mòlta ceràmica esfèrica, tant a nivell nacional com internacional, inclouen mètodes d'emmotllament per gota (granulació esfèrica), premsat isostàtic i mètodes de laminació. La qualitat dels productes produïts per diferents mètodes d'emmotllament varia.
Emmotllament per gota (granulació esfèrica)
El mètode d'emmotllament per gota, també conegut com a mètode de gelificació externa, és un mètode continu i eficient per produir microesferes ceràmiques de -diàmetre petit. La seva característica és que les gotes formades a partir del purí prenen forma mitjançant la tensió superficial en un medi oliós. L'esfericitat aconseguida amb aquest mètode és millor que la dels mètodes tradicionals de laminació. Les microbiotes són internament uniformes i denses, no requereixen polvorització d'aglutinant ni motlles addicionals, i aquest mètode és tecnològicament superior als mètodes de premsat i laminació isostàtics per a la producció de boles de ceràmica de -diàmetre petit.
Pressió isostàtica
El premsat isostàtica consisteix a omplir pols en un motlle esfèric flexible, segellar el motlle i col·locar-lo a la cambra de treball d'una premsa isostàtica freda. El motlle es comprimeix amb un medi líquid aplicant una pressió uniforme des de totes direccions. Després del desemmotllament, s'obté un cos verd esfèric. L'alta pressió isostàtica i uniforme fa que el verd esfèric sigui compacte uniformement dens, donant lloc a una força verda més gran. Tanmateix, les limitacions degudes als motlles condueixen a una baixa eficiència de producció, restringint l'aplicació de la tecnologia de premsat isostàtica en la producció de boles de ceràmica de -diàmetre petit.
Procés de premsa isostàtica (marcador de posició del diagrama)
Mètode de rodament
El mètode de laminació és actualment la tecnologia principal per a la producció massiva de perles de trituració de -diàmetre petit. El seu principi és similar a "fer una bola de neu". El procés consisteix a ruixar un líquid aglutinant per humitejar les boles del nucli, després afegir pols seca a l'exterior dels nuclis humits, que després es compacta mitjançant l'acció de rodament. Aquest mètode és senzill en principi i té una alta eficiència de producció, per la qual cosa segueix sent el millor mètode per modelar boles de ceràmica a escala mil·limètrica-. Actualment, moltes empreses nacionals han aconseguit el control i l'optimització automatitzats de diversos paràmetres, inclosos els dispositius de polvorització i d'alimentació en pols, que permeten la producció massiva de boles de ceràmica-d'alta qualitat, com ara alúmina i zirconi.
04 Règim de sinterització
Les temperatures de sinterització excessivament altes i els temps de retenció massa llargs poden promoure el creixement de cristalls d'Al₂O₃ i augmentar la quantitat de fase líquida. Això no només redueix la força, sinó que també disminueix la resistència al desgast. Tanmateix, si la temperatura és massa baixa, la densitat sinteritzada disminueix i la resistència al desgast de les boles de ceràmica també disminueix. Encara que el contingut d'Al₂O₃ sigui elevat, les temperatures de sinterització inadequades no garanteixen una bona resistència al desgast; la clau depèn de la composició de la fase i la microestructura de les boles de ceràmica. Per tant, cal determinar la temperatura de sinterització adequada i controlar el temps de retenció adequat. En general, es pot adoptar una tecnologia de cocció ràpida a baixa-temperatura, que ofereix importants avantatges d'estalvi-d'energia. També ajuda a inhibir el creixement del gra a les boles de ceràmica d'alúmina, que és beneficiós per millorar la resistència i la duresa del producte, millorant així la seva resistència al desgast.
Les ajudes de sinterització influeixen significativament en el tret ràpid{0}}a baixa temperatura. Els sistemes que s'utilitzen habitualment inclouen el sistema SiO₂-CaO-MgO, el sistema MnO₂-TiO₂{-MgO i el sistema CuO{-SiO₂. Aquests sistemes poden reduir significativament la temperatura de sinterització alhora que refinen els grans, estabilitzen l'estructura i milloren les propietats mecàniques del material.