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高纯氧化铝珠:低磨耗就是最好的武器!
2019年03月19日 发布 分类:人物专访 点击量:366
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无论是需求旺盛的LED产业蓝宝石衬底,还是开始兴起的透明氧化铝多晶陶瓷,它们的原料——高纯氧化铝粉体都是无可替代的存在。然而在高纯氧化铝粉体的制备过程中,有一道坎无论如何都要越过,那就是令人头疼的粉碎污染问题。

 

例如说5N高纯氧化铝粉体,目前国内采用较多的是醇铝法进行制备。虽然该法具备可制得一次粒子较细的超微Al2O3等优点,但由于产出粉体团聚严重,需要二次粉碎才能使用,因此若采用氧化锆珠等易引入杂质的研磨球进行粉碎,将极大影响氧化铝粉体质量。

 

因此为了降低研磨对氧化铝粉体纯度带来的影响,厂家往往会选用高纯氧化铝陶瓷珠来进行研磨;同时他们为了达到更高的经济效益,还会对高纯氧化铝陶瓷珠的耐磨性能做出要求,以期减少研磨珠更替的次数。到底该如何制备兼顾纯度与耐磨性能的氧化铝陶瓷珠,来自萍乡市禾田陶瓷有限公司邬继梅副总经理在今日拜访粉体圈时与小编分享了他的经验与心得。

 

 

右:萍乡禾田 邬继梅左:粉体圈 孙柯

 

“高纯”+“耐磨”?一点都不简单

理想丰满,现实骨感,“高纯氧化铝”加上“耐磨”的搭配其实并不容易实现。邬继梅副总经理坦言,从立下目标开始算起,为了做出99.99%的耐磨高纯氧化铝陶瓷珠,他们足足用了7年的努力才达成。

 

工欲善其事,必先利其器。为了实现这个目标,萍乡禾田在粉体原料的选择上采用了5N级别的氧化铝粉体;其次在设备的使用上也做了很大的调整,比如说启用了去离子制水设备,以减少Ca2+Na+等金属离子的影响。在多管齐下的努力下,萍乡禾田最终成功做出了纯度高达99.99%的氧化铝陶瓷珠。

 

但是仅有纯度还不够,优秀的研磨珠应同时具备优秀的耐磨性能。在这方面萍乡禾田做了大量的工作,一开始做出的陶瓷珠,研磨1吨高纯氧化铝粉体需要100kg;接着经过不断改良后,逐渐减少至去年的20kg。但是20kg显然也不是一个容易接受的数字,为了进一步降低磨耗,萍乡禾田开始采用粒度更小的氧化铝粉体来制备陶瓷珠,最终将这个数字减少到了4~5kg。下图便是萍乡禾田出品的1kg高纯氧化铝耐磨陶瓷珠(500ml水)在3000转的速度下连续研磨4小时/8小时的试验结果对比。

 

氧化铝陶瓷珠(0.3-0.4 mm)磨耗试验结果

左:耐磨试验前珠子表面  右:耐磨试验后珠子表面

 

性能到位,最重要的是价格还不贵。据邬继梅副总经理介绍,该高纯氧化铝陶瓷球粒径范围可达0.2mm-13mm,耐磨性能与日本进口的陶瓷球相当,且价格(700元/kg)与后者(2000-3000元/kg)相比存在巨大优势。

 

七年磨一剑,萍乡禾田用它的亲身经历告诉我们,坚持就是胜利。最后小编也祝愿萍乡禾田能够在氧化铝陶瓷制品的研究开发工作上更加顺利,继续为我国特种陶瓷产业添砖加瓦。

 

粉体圈 作者:JOY


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