氧化铝陶瓷球存在高强度、高韧性、高密度、高硬度及优良的耐磨性跟耐腐化性,在研磨介质范畴得到了普遍的利用。近年来,氧化铝陶瓷微球以其化学稳性好且机械强度高,而发展成为一种新型无机基质资料,并在生物化学、医药产业等范畴表示出辽阔的利用前景。
一、氧化铝陶瓷球制备方法
1、毫米级氧化铝陶瓷球的制备方法
毫米级陶瓷球的制备方法目前,制备毫米级陶瓷球的方法重要有模具压抑法、“行星式”转动法、直接热解法等。
模具压抑法
模具压抑法是普遍利用的一种成 型方法,该工艺优点是生产效力高,易于主动化;制品烧成紧缩率小,不易变形。毛病是制得的陶瓷球尺寸较大,球形不好。
模具压抑法多用于制备棒柱状或圆片形的简单瓷件,且对模具品质请求较高。若制备小尺寸陶瓷球,效力较低。
“行星式 ”转动法
“行星式”转动法就是将造好粒的氧化铝陶瓷粉体放入转动筒内,滴加少量去离子水,颗粒随转动筒的转动而在筒壁上转动,形成小球。
该制备方法优点是简单易行,投资较少;毛病是小球尺寸散布较大。
直接热解法
直接热解法适合以金属的碳酸盐为原料制备氧化铝陶瓷小球。它不仅能充分利用原料,而且环保;方法简单,适合产业大范围生产。
该工艺要害步骤是煅烧,热分解反应产生大量气体,必须缓慢升温。
反相悬浮聚正当
悬浮聚合是指借机械搅拌跟疏散剂使单体呈液滴状疏散于悬浮介质中,进行聚合反应的 方法。其系同个别由单体、油溶性引发剂、水、疏散剂四局部组成。反相悬浮聚合是将水溶性单体在有机溶剂中疏散成细液滴而进行的聚合。
反相悬浮聚正当优点是:体系粘度低,聚合热易消除,操作便利;小球比较牢固,品质均匀。毛病是:小球尺寸散布较宽,需作进一步分级处理;适合小尺寸球的制备。
外胶凝法
外胶凝法重要特点是由浆料滴出的小球,在常温下,先经NH3预固化,再在NH4OH中固化。
目前,Y2O3,牢固ZrO2,陶瓷球的制备工艺:含钇的锆盐溶液与PVA混淆后经震动装置滴球,自由落体的小球经NH3预固化,再落入NH4OH中固化。烧结得到Y2O3一ZrO2,陶瓷球。德国Brace公司用该法制备了ZrO2、HfO2、A12O3等陶瓷球,并都投入到产业化生产。核反应堆小球如UO2、ThO2-UO3等球的制备也多采取该法。
优点是:小球尺寸可通过震动喷嘴调节,尺寸散布窄;原料廉价。
毛病是:液体小球要在凝 胶柱中经NH3跟NH4OH固化,凝胶时光长且繁琐,不好把持。
内胶凝法
内胶凝法特点是六次甲基四胺预先混入冷的原料液中,通过受热在液体小球的各个部位同时候说明放出氨跟甲醛;甲醛跟尿素缩合生成聚合物,金属离子转变成氢氧化物,溶胶变成凝胶。
优点是:小球直径可调,尺寸散布窄;凝胶速率快,品质均匀;设备请求低。
毛病是:杂质离子跟水分较多,体积紧缩率较大。
2、微米级氧化铝陶瓷球的制备方法
国内外微米级陶瓷球研究颇多。ZrO2微球已制备出来,并被用作液相色谱固定相,重要制备方法有油乳化法跟聚合一引诱胶体凝集法。
油乳法
目前,油乳法制备 ZrO2微球研究成为热点。毫米级ZrO2陶瓷球制备工艺为:以氧氯化锆为原料,Span-80跟Tween85为乳化剂,环己烷为有机相,而后以1800r/min搅拌5r/min形成W/O型乳状液,敏捷加入适量尿素跟六次甲基四胺,连续搅拌48h后结束,经洗涤、干燥、800℃灼烧、颗粒浮选,得到2~10um范畴、颗粒散布均匀的微球。
油乳法优点是:微球粒度散布窄,比名义积径比较幻想,有较好的色谱分别后果。
二、氧化铝陶瓷球加工工艺
1、氧化铝陶瓷球磨加工技巧前提
磨料
金刚石粉
研磨液
水溶性油剂
研磨液浓度
20%
加磨料时光
15或30分钟一次
加工压力
10-30N/粒
V形槽角度
90°或120°
下磨盘结构
平板或带V形槽
2、氧化铝陶瓷球抛光加工技巧前提
磨料
氧化铁
疏散介质
水
抛光液浓度
1%
加抛光液时光
3分钟一次
加工压力
2.5N/粒
上磨盘沟结构
90°或120°
下磨盘沟结构
平板或带V形槽
3、氧化铝陶瓷球加工技巧
自回转把持研磨法
自回转把持研磨法使上研盘跟下研盘同时转动,来达到把持球自旋回转的目标。在研磨进程中可能恰当转变上研磨盘跟下研磨盘内外两侧研磨盘的转速,强迫转变球自旋角,使全部球名义疾速地被研磨,进步研磨效力,同时还能降落球形误差。
磁悬浮化学机械抛光工艺
磁悬浮化学机械抛光技巧利用磁流体在磁场作用下可悬浮包含磨料在内的非磁物的磁流体能源学机能,通过悬浮的聚丙烯资料下板,对陶瓷球实现一个软支撑加工。在加工进程中,个别采取比氧化铝陶瓷硬度小的抛光磨料。
三、氧化铝陶瓷球利用
1、耐腐化产业方面:纺织、化工、钢铁、食品、个别产业机械、电机、机床等 。
2、耐高温产业方面:钢铁 、化学、汽车、真空设备 ,个别机械、电机等。
3、高转速机械行业方面:机床、汽车、飞机、卫星、电机、个别产业机械、真空设备等。
4、绝缘产业方面:机床、输送机械、地铁车辆等。
5、非磁性下工作机械方面:原子能反应堆、半导体装置等。