在陶瓷工业化生产中，无论是经典的热等静压烧结还是新型的烧结技术，主流的陶瓷成型工艺都是基于干法或者湿法的粉体处理。但对于超细陶瓷粉体而言，最大的问题是超细粉体具有很强的团聚趋势，随着颗粒尺寸的降低，颗粒之间的范德华力吸附变得远比重力重要，使得粉末的流动性变差。

粉体团聚现象

为了改进粉体的流动性并且避免粉体颗粒在空气中散布，造粒是一个经典的手段。造粒粉是指将配方粉体添加分散剂和粘结剂，利用喷雾造粒的方式，制成球状固体颗粒的粉体。大致步骤如下：

①原料准备：选择合适的陶瓷材料，如氧化铝、氧化锆、氮化铝等，并通过研磨或化学合成等工艺制出粒径细小的粉末。

②造粒：可选择湿法造粒或干法造粒。湿法造粒是将陶瓷粉体与一定比例的溶剂混合，形成泥浆状的混合物。然后通过搅拌、超声波处理或喷雾等方法，使颗粒聚集在一起，形成较大的颗粒；干法造粒是将陶瓷粉体放置在造粒机中，通过机械振动或压制等方式，使颗粒互相粘结，形成较大的颗粒。

NSEG系列混合造粒机

（来源：石家庄日加粉体设备科技有限公司）

陶瓷造粒粉相较于普通的陶瓷粉原料具有更好的球形结构、颗粒级配、流动性以及良好的压制成形和烧结性能，可以提高填充密度，降低烧结收缩的变形量，因此使用上相当普及化。

陶瓷造粒粉的选用要点有以下：

1.粘结剂的选择

为了保证造粒粉具有一定的强度和较好的流动性，通常会在造粒前添加粘结剂。优质的粘结剂应具有的特征有：具有足够的粘性，以保证成型顺利且减少粉料和模具间的摩擦；高温时能够全部挥发不留下杂质；能够缓慢挥发而不是集中在某个很窄的温度范围内挥发等。

PVA的结构式

一般来说造粒使用的粘结剂分成两类。一类是PVA（聚乙烯醇）系列，属水性、油性体系，粘结性强，柔韧性强，低膨胀，低内阻。在陶瓷粉造粒中适用于不怕水的粉体；另一类则是PVB（聚乙烯醇缩丁醛）系列，这是氮化铝常用的粘结剂。若选错黏结剂，将会使造粒粉特性改变，不可不慎。另外浆料中粘结剂含量增加会使粘度变大，对烧结产生不利影响。

氮化硅造粒粉

2.粒径分布

一般而言，合适的粒径分布可以可以提高流动性，使压制后产品密度梯度变小，降低烧结收缩的变形量，使烧出来的陶瓷产品缺陷更少。

但造粒粉的粒度太小时，流动性会受到影响。有业内人士表示，采用一般工艺制备的造粒粉，低于25微米就流动性就很差了，所以一般在50微米到150微米之间的亚微米造粒粉用得比较多。但是如果能在保持流动性的前提下，让造粒粉粒径更小，无疑能让陶瓷成品性能更佳。据称，目前一些德国设备可以成功制备出粒度为5微米甚至1微米且流动性佳的粉体。

目前，陶瓷粉体粒度主流的测试方法包括：筛分法、沉降法和激光法等。筛分法主要适用于大颗粒粉体粒度的测试；沉降法适合分析一些粒度分布广的球形颗粒样品，不适用于分析颗粒粒度小于２μm的样品；激光粒度分析仪则自动化程度高，操作简便，重复性和真实性好，可以测试干粉样品，也可以测量混合粉。

Bettersize3000plus 激光图像粒度粒形分析仪（图源：丹东百特）

3.制程与包装保存方式

造粒粉因表面已有粘结剂，容易受环境温度与湿度影响，进而改变表面特性，严重时甚至会导致裂片。因此造粒粉比一般粉更需要注意制程中与保存的温湿度以及包装方式。一般会要求存放于干燥阴凉通风处并注意防潮防湿。

而在生产、运输、包装过程中，要有严格的生产管理和工艺制度防止陶瓷造粒粉颗粒被碾压或挤压造成的破碎。同时，造粒粉的颗粒应具有一定的机械强度。强度低时，在堆放和运输时必须使用桶装；而强度高的可以使用袋装。

另外，造粒粉粒径通常为数十um到100多um，比起始粒径大许多，若要修改或调整粉体配方，需在造粒前完成，否则会有分散不好的状况发生。

总结

整个陶瓷粉体造粒过程中要点真的不少，制程中更是涉及到了大量粉体设备如砂磨机等粉碎设备、喷雾干燥器等造粒设备、激光粒度仪等检测设备。如果您想了解更多相关信息，欢迎订阅粉体圈公众号学习更多相关知识噢！

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