Μια "μπάλα" θα μπορούσε να επηρεάσει σημαντικά την τύχη της εφαρμογής-αλουμίνας υψηλής καθαρότητας.
Η αλουμίνα υψηλής-καθαρότητας, λόγω των εξαιρετικών οπτικών, ηλεκτρικών, θερμικών και μηχανικών της ιδιοτήτων, έχει γίνει ένα κρίσιμο θεμελιώδες υλικό που υποστηρίζει την ανάπτυξη σύγχρονων βιομηχανιών υψηλής- τεχνολογίας. Από φωτισμό LED και διαχωριστές μπαταριών λιθίου μέχρι γκοφρέτες ημιαγωγών και οπτικά εξαρτήματα υψηλής-υψηλού επιπέδου, οι διαφορετικές ποιότητες αλουμίνας υψηλής{4} καθαρότητας διαδραματίζουν αναντικατάστατο ρόλο, θέτοντας ολοένα-υψηλότερες απαιτήσεις στην ποιότητα της σκόνης.
Κατά την προετοιμασία της σκόνης-νανο-αλουμίνας υψηλής καθαρότητας, ο υγρός εξαιρετικά λεπτός εξοπλισμός λείανσης, όπως οι μύλοι με σφαιρίδια και οι μύλοι με χάντρες είναι η προτιμώμενη επιλογή για το στάδιο θρυμματισμού. Κατά τη χρήση ενός τέτοιου εξαιρετικά λεπτού εξοπλισμού λείανσης, η επιλογή των μέσων λείανσης είναι ένα πολύ σημαντικό ζήτημα, καθώς καθορίζει το κόστος, την απόδοση και την ποιότητα του τελικού προϊόντος μετά την άλεση. Τα κοινά μέσα λείανσης περιλαμβάνουν γυάλινες χάντρες, χάντρες πυριτικού ζιρκονίου, μπάλες από χάλυβα, μπάλες αλουμίνας, μπάλες ζιρκονίας κ.λπ. Αυτά παίζουν σημαντικό ρόλο στη διαδικασία υγρής λείανσης και στη μείωση του μεγέθους των σωματιδίων της σκόνης. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ακόμη και τα μέσα λείανσης με εξαιρετική αντοχή στη φθορά δεν μπορούν να αποφύγουν εντελώς τη φθορά και τα φθαρμένα σωματίδια θα μολύνουν το υλικό που αλέθεται. Επομένως, οι κατασκευαστές προτιμούν γενικά να χρησιμοποιούν μέσα λείανσης κατασκευασμένα από τα ίδια ή παρόμοια υλικά.
01 Παράγοντες που επηρεάζουν τις σφαίρες μέσων λείανσης αλουμίνας
Οι κεραμικές σφαίρες αλουμίνας είναι στοιχεία φθοράς-τριβής και ο ρυθμός φθοράς τους επηρεάζεται τόσο από εσωτερικούς όσο και από εξωτερικούς παράγοντες, ενώ οι εσωτερικοί παράγοντες έχουν μεγαλύτερο αντίκτυπο.
Η αντοχή στη φθορά των κεραμικών αλουμίνας σχετίζεται στενά με τις μηχανικές ιδιότητες του υλικού και τις συνεργιστικές επιδράσεις της μικροδομής του. Επί του παρόντος, η σκληρότητα και το μέγεθος κόκκων των κεραμικών είναι οι πιο μελετημένοι παράγοντες και είναι οι εσωτερικοί παράγοντες που συνδέονται στενότερα με την αντοχή στη φθορά. Η σκληρότητα έχει σημαντική επίδραση στα κεραμικά. Δεδομένου ότι τα μικρότερα μεγέθη κόκκων γενικά οδηγούν σε καλύτερη αντοχή στη φθορά στα κεραμικά, αναπτύσσονται κεραμικά ανθεκτικά στη φθορά προς μικροκρυσταλλικές δομές.
Κατά τη διάρκεια της κοπής σε σκόνη με χρήση εξοπλισμού λείανσης, η εύθραυστη φθορά των μέσων λείανσης λόγω θραύσης όχι μόνο επηρεάζει τη διάρκεια ζωής των ίδιων των μέσων αλλά επίσης οδηγεί εύκολα σε προβλήματα μόλυνσης. Επομένως, για να μειωθεί ο αντίκτυπος της λείανσης στην καθαρότητα της σκόνης αλουμίνας, είναι συχνά απαραίτητο να χρησιμοποιείτε-ανθεκτικά στη φθορά, υψηλής{2}}καθαρότητας σφαιρίδια λείανσης κεραμικής αλουμίνας.
02 Επιλογή Πρώτων Υλών
Καθαρότητα
Γενικά, η χρήση σκόνης υψηλής-καθαρότητας -Al2O3 είναι μια κρίσιμη προϋπόθεση για την προετοιμασία μπάλες λείανσης αλουμίνας υψηλής απόδοσης. Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι: Πρώτον, η χρήση σκόνης -Al2O3 υψηλής καθαρότητας μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τον κίνδυνο σχηματισμού πόρων μετά την πυροσυσσωμάτωση και να αποφύγει την πιθανότητα ανόργανων ακαθαρσιών να αντιδράσουν με την κεραμική σκόνη σε υψηλές θερμοκρασίες ή να παραμείνουν στη μήτρα για να σχηματιστούν μικρορωγμές. Αυτό εξασφαλίζει την πυκνότητα των σφαιρών λείανσης αλουμίνας, δίνοντάς τους υψηλότερη απόδοση λείανσης και αντοχή στη φθορά. Δεύτερον, η χρήση πρώτων υλών υψηλής-καθαρότητας σημαίνει ότι ακόμη και αν οι μπάλες λείανσης φθαρούν σημαντικά, τα αποκολλημένα σωματίδια δεν θα μολύνουν τη σκόνη αλουμίνας υψηλής-καθαρότητας, διατηρώντας έτσι την καθαρότητά της.
Μέγεθος Σωματιδίων
Ο μηχανισμός φθοράς των σφαιρών λείανσης περιλαμβάνει κυρίως πλαστική παραμόρφωση και μερικό διακοκκώδες κάταγμα, με αποτέλεσμα ήπια φθορά. Εάν οι κόκκοι είναι χονδροειδείς, μπορεί να συμβεί ενδοκοκκώδες κάταγμα, που οδηγεί σε σοβαρή φθορά. Όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των κόκκων, τόσο καλύτερη είναι η αντοχή στη φθορά του κεραμικού. Επομένως, όταν επιλέγετε μέγεθος σωματιδίων ακατέργαστης σκόνης, συνιστάται η χρήση πρώτων υλών -Al2O3 με όσο το δυνατόν μικρότερο μέγεθος σωματιδίων για να μειωθεί το μέγεθος των κόκκων του κεραμικού και να ενισχυθεί η αντοχή στη φθορά των σφαιρών λείανσης. Επιπλέον, σε σύγκριση με μεγαλύτερα σωματίδια, τα μικρότερα σωματίδια έχουν μεγαλύτερη ειδική επιφάνεια ή επιφανειακή ενέργεια, παρέχοντας έτσι μεγαλύτερη κινητήρια δύναμη για πυροσυσσωμάτωση, χαμηλότερες θερμοκρασίες πυροσυσσωμάτωσης και δυνητικά υψηλότερη πυκνότητα πυροσυσσωμάτωσης, γεγονός που βελτιώνει τις μηχανικές ιδιότητες του υλικού.
03 Η τεχνολογία καλουπώματος είναι επίσης κρίσιμη
Γενικά, όσο καλύτερη είναι η σφαιρικότητα των σφαιρών λείανσης, τόσο πιο ομοιόμορφη είναι η κατανομή μεγέθους σωματιδίων του αλεσμένου προϊόντος. Οι μικρότερες μπάλες λείανσης έχουν ως αποτέλεσμα περισσότερα σημεία επαφής μεταξύ των σφαιρών κατά τη διάρκεια της λείανσης, προσφέροντας περισσότερες ευκαιρίες για θρυμματισμό του υλικού και επιτρέποντας λεπτότερη λείανση. Επί του παρόντος, οι τεχνολογίες χύτευσης για την παραγωγή σφαιρικών κεραμικών μέσων λείανσης τόσο στο εσωτερικό όσο και διεθνώς περιλαμβάνουν τη χύτευση με σταγόνες (σφαιρική κοκκοποίηση), την ισοστατική συμπίεση και τις μεθόδους έλασης. Η ποιότητα των προϊόντων που παράγονται με διαφορετικές μεθόδους χύτευσης ποικίλλει.
Χύτευση σταγόνων (σφαιρική κοκκοποίηση)
Η μέθοδος χύτευσης σταγόνας, γνωστή και ως μέθοδος εξωτερικής ζελατινοποίησης, είναι μια συνεχής και αποτελεσματική μέθοδος για την παραγωγή κεραμικών μικροσφαιρών μικρής-διαμέτρου. Το χαρακτηριστικό του είναι ότι τα σταγονίδια που σχηματίζονται από τον πολτό παίρνουν σχήμα χρησιμοποιώντας επιφανειακή τάση σε ένα ελαιώδες μέσο. Η σφαιρικότητα που επιτυγχάνεται με αυτή τη μέθοδο είναι καλύτερη από αυτή των παραδοσιακών μεθόδων έλασης. Τα μικροσφαιρίδια είναι εσωτερικά ομοιόμορφα και πυκνά, δεν απαιτούν πρόσθετο ψεκασμό συνδετικού υλικού ή καλούπια, και αυτή η μέθοδος είναι τεχνολογικά ανώτερη από τις μεθόδους ισοστατικής συμπίεσης και έλασης για την παραγωγή κεραμικών σφαιρών μικρής-διαμέτρου.
Ισοστατική πίεση
Η ισοστατική συμπίεση περιλαμβάνει την πλήρωση σκόνης σε ένα εύκαμπτο σφαιρικό καλούπι, τη σφράγιση του καλουπιού και την τοποθέτησή του στον θάλαμο εργασίας μιας ψυχρής ισοστατικής πρέσας. Το καλούπι συμπιέζεται από ένα υγρό μέσο ασκώντας ομοιόμορφη πίεση από όλες τις κατευθύνσεις. Μετά το ξεκαλούπωμα, προκύπτει ένα σφαιρικό πράσινο σώμα. Η ισοστατική και ομοιόμορφη υψηλή πίεση καθιστά το σφαιρικό πράσινο συμπαγές ομοιόμορφα πυκνό, με αποτέλεσμα υψηλότερη πράσινη αντοχή. Ωστόσο, οι περιορισμοί λόγω των καλουπιών οδηγούν σε χαμηλή απόδοση παραγωγής, περιορίζοντας την εφαρμογή της τεχνολογίας ισοστατικής συμπίεσης στην παραγωγή κεραμικών σφαιρών μικρής-διαμέτρου.
Διαδικασία ισοστατικής πίεσης (διάγραμμα κράτησης θέσης)
Μέθοδος κύλισης
Η μέθοδος έλασης είναι επί του παρόντος η κύρια τεχνολογία για τη μαζική παραγωγή σφαιριδίων λείανσης μικρής-διαμέτρου. Η αρχή του είναι παρόμοια με το «φτιάχνοντας μια χιονόμπαλα». Η διαδικασία περιλαμβάνει τον ψεκασμό ενός συνδετικού υγρού για να υγρανθούν οι μπάλες του πυρήνα, στη συνέχεια προσθήκη ξηρής σκόνης στο εξωτερικό των υγρανθέντων πυρήνων, η οποία στη συνέχεια συμπιέζεται με κύλιση. Αυτή η μέθοδος είναι απλή κατ' αρχήν και έχει υψηλή απόδοση παραγωγής, καθιστώντας την ακόμα την καλύτερη μέθοδο για τη χύτευση κεραμικών σφαιρών σε κλίμακα χιλιοστού-. Επί του παρόντος, πολλές εγχώριες εταιρείες έχουν επιτύχει αυτοματοποιημένο έλεγχο και βελτιστοποίηση διαφόρων παραμέτρων, συμπεριλαμβανομένων συσκευών ψεκασμού και τροφοδοσίας σκόνης, επιτρέποντας τη μαζική παραγωγή-κεραμικών μπάλων υψηλής ποιότητας, όπως αλουμίνα και ζιρκόνιο.
04 Καθεστώς πυροσυσσωμάτωσης
Οι υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες πυροσυσσωμάτωσης και οι υπερβολικά μεγάλοι χρόνοι διατήρησης μπορούν να προάγουν την ανάπτυξη των κρυστάλλων Al2O3 και να αυξήσουν την ποσότητα της υγρής φάσης. Αυτό όχι μόνο μειώνει την αντοχή αλλά και μειώνει την αντίσταση στη φθορά. Ωστόσο, εάν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή, η πυκνότητα της πυροσυσσωμάτωσης μειώνεται και η αντίσταση στη φθορά των κεραμικών σφαιρών μειώνεται επίσης. Ακόμα κι αν η περιεκτικότητα σε Al2O3 είναι υψηλή, οι ακατάλληλες θερμοκρασίες πυροσυσσωμάτωσης δεν εγγυώνται καλή αντοχή στη φθορά. το κλειδί εξαρτάται από τη σύνθεση φάσης και τη μικροδομή των κεραμικών σφαιρών. Επομένως, είναι απαραίτητος ο προσδιορισμός της κατάλληλης θερμοκρασίας πυροσυσσωμάτωσης και ο έλεγχος του κατάλληλου χρόνου διατήρησης. Γενικά, μπορεί να υιοθετηθεί τεχνολογία ταχείας πυροδότησης χαμηλής-θερμοκρασίας, η οποία προσφέρει σημαντικά οφέλη-εξοικονόμησης ενέργειας. Βοηθά επίσης στην αναστολή της ανάπτυξης κόκκων σε κεραμικές μπάλες αλουμίνας, κάτι που είναι ευεργετικό για τη βελτίωση της αντοχής και της σκληρότητας του προϊόντος, ενισχύοντας έτσι την αντοχή τους στη φθορά.
Τα βοηθήματα πυροσυσσωμάτωσης επηρεάζουν σημαντικά την ταχεία πυροδότηση σε χαμηλή-θερμοκρασία. Συστήματα που χρησιμοποιούνται συνήθως περιλαμβάνουν το σύστημα SiO2-CaO-MgO, το σύστημα MnO2-TiO2-MgO και το σύστημα CuO-SiO2. Αυτά τα συστήματα μπορούν να μειώσουν σημαντικά τη θερμοκρασία πυροσυσσωμάτωσης, ενώ παράλληλα εξευγενίζουν τους κόκκους, σταθεροποιούν τη δομή και βελτιώνουν τις μηχανικές ιδιότητες του υλικού.