第一章电子陶瓷制备原理
陶瓷制备的化学方程式

陶瓷制备的化学方程式陶瓷是一种广泛应用于建筑、医疗、电子、冶金等领域的无机非金属材料。
它具有高温稳定性、耐磨、绝缘、抗腐蚀等特点,因此被广泛应用于各个领域。
陶瓷的制备涉及到多种化学反应和物理过程,下面将详细介绍陶瓷制备的化学方程式。
1. 陶瓷原料的选取:陶瓷的制备通常需要选择适当的原料。
常见的陶瓷原料包括粘土、石英、长石、瓷土等。
这些原料中含有各种金属氧化物,如氧化铝、氧化硅、氧化钠等。
2. 粉末制备:陶瓷制备的第一步是将原料研磨成细小的粉末。
这可以通过多种方法实现,例如球磨、溶胶-凝胶法等。
其中,球磨是一种常用的方法,通过将原料和磨料放入球磨罐中进行摩擦研磨,使原料颗粒变得更加细小。
3. 混合:将经过研磨的陶瓷原料进行混合是下一步。
混合的目的是确保原料中各种成分均匀分布。
混合可以通过物理混合或化学反应实现。
例如,将氧化铝和氧化硅的粉末进行物理混合,可以得到氧化铝陶瓷。
4. 成型:成型是将混合好的陶瓷原料制成所需形状的过程。
常见的成型方法包括压制、注塑、挤出等。
以压制为例,将混合好的陶瓷粉末放入模具中,施加一定的压力使其成型。
5. 烧结:烧结是陶瓷制备的核心步骤之一。
经过成型的陶瓷坯体需要进行高温处理,使其颗粒之间发生结合,形成致密的陶瓷材料。
烧结的温度通常较高,可以达到原料的熔点以上。
烧结过程中,陶瓷原料中的金属氧化物发生氧化还原反应,形成金属氧化物之间的化学键。
6. 冷却:经过高温烧结后的陶瓷材料需要进行冷却,使其达到室温。
冷却过程中,陶瓷材料逐渐固化,形成坚硬的陶瓷。
7. 补充工艺:制备出的陶瓷材料还需要进行一些补充工艺,如抛光、涂层等。
这些工艺可以提高陶瓷的光洁度、表面硬度等性能。
陶瓷制备的化学方程式主要涉及原料的选取、粉末制备、混合、成型、烧结等步骤。
在这些过程中,陶瓷原料中的金属氧化物发生氧化还原反应,形成陶瓷材料的化学键。
通过这些化学反应和物理过程,我们可以制备出各种具有优异性能的陶瓷材料。
(整理)第一章电子陶瓷制备工艺

(整理)第一章电子陶瓷制备工艺
电子陶瓷制备工艺是指通过特定的方法和工艺流程将陶瓷材料
转化为用于电子元器件的陶瓷产品。
本章将介绍电子陶瓷制备的基
本工艺和相关的方法。
一、陶瓷材料选择
电子陶瓷制备的第一步是选择合适的陶瓷材料。
根据不同的电
子元器件和应用要求,可以选择不同种类的陶瓷材料,如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等。
在选择陶瓷材料时,需要考虑材料的性能指标、加工难度及成本等因素。
二、陶瓷材料准备
在制备电子陶瓷前,需要对所选的陶瓷材料进行准备处理。
一
般包括原料的筛分、混合、分类等。
筛分是为了去除杂质,保证原
料的纯度;混合是为了获得均匀的成分分布;分类是根据不同的要
求将原料进行分级。
三、陶瓷成型
陶瓷材料准备好后,进入成型过程。
常用的陶瓷成型方法有压
制成型、注塑成型、注浆成型等。
通过不同的成型方法,可以制备
出各种形状的陶瓷产品,如片状、管状、块状等。
四、陶瓷烧结
成型后的陶瓷制品需要进行烧结过程。
烧结是指在一定温度下,使陶瓷材料颗粒间形成结合,并获得较高的机械强度和致密度的过程。
烧结温度和时间的选择根据具体的陶瓷材料和产品要求进行确定。
以上是电子陶瓷制备工艺的基本步骤。
除了这些基本工艺,还
有一些特殊工艺和方法,如表面处理、涂层制备等,可以根据具体
需要进行选择和应用。
参考资料:
[1] XXXXXX
[2] XXXXXX
[3] XXXXXX
...(参考文献列表)。
陶瓷粉体的制备及其在陶瓷制品中的应用

陶瓷粉体的制备及其在陶瓷制品中的应用第一章陶瓷粉体的制备方法陶瓷粉体是制造陶瓷制品的重要原材料。
为了获得精细、均匀、高纯度的陶瓷粉体,需要采用各种方法进行制备。
1. 干法制备干法制备是在物理或化学作用下,将陶瓷原料研磨成小颗粒,并通过筛网分级,使其达到所需的颗粒大小和分布。
干法制备可以采用磨细、粉碎和机械法等不同方法。
其中磨细法是将陶瓷原料加入磨料中进行磨细。
磨料可以是陶瓷球、圆锥桶、圆柱罐等,在不断的冲击、磨擦和摩擦作用下,使原料颗粒缩小,磨细并分散。
而粉碎法则是将陶瓷原料加入粉碎设备中进行高速旋转和撞击,达到破碎,并通过筛分制备所需粒度的陶瓷粉末。
2. 湿法制备湿法制备是将陶瓷原料和溶液混合搅拌,制成胶体状物质。
此时,可以通过超声波处理、热干燥、高速离心等方法,去除胶体中的水分和有害物质,还原成精细均匀的陶瓷粉末。
3. 气相制备气相制备是将气态陶瓷原料在保护气氛下加热至高温,使其分解,从而在炉内形成陶瓷粉末。
气相制备可以控制粉末质量、形态和制备过程中的污染,使其成为制备超细、高纯、均匀粒径的陶瓷粉末理想方法,但设备复杂,成本较高。
第二章陶瓷粉体的应用陶瓷粉体是制造各种陶瓷制品的必不可少的原料。
以下分别介绍其在建筑材料、电子元器件、汽车、生物医学等领域的应用。
1. 建筑材料陶瓷粉体可以用于建筑材料,如墙砖、地砖、水泥等。
高纯度的陶瓷粉末可以增加建筑材料的硬度、密度和韧性。
此外,陶瓷粉末对于加强建筑材料的耐热性、耐化学腐蚀性和耐磨性,也有显著的作用。
2. 电子元器件陶瓷粉体可以用于制造电子元器件,如电容器、晶体管、压敏电阻器、传感器等。
这些元器件需要高纯度的陶瓷粉体来保证其性能和稳定性。
陶瓷粉体可以增加元器件的耐压、耐高温、抗干扰能力,同时还可以缩小元器件的尺寸和重量。
3. 汽车陶瓷粉体可以用于汽车零部件。
陶瓷粉体可以制成高强度、低密度的车轮、刹车盘和发动机部件,以提高汽车的安全性和效率。
在发动机内部,使用陶瓷粉体制成的活塞、活塞环和汽缸套等部件,可以提高发动机的效率和可靠性。
电子陶瓷工艺学讲稿(2020年春)

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Cerampiocts:tEe陶artyh瓷ean:wnd陶arep器/oPro、ctte炻elra器yi,Snt/o、/nec瓷wera器raem,Piocrscelain
一、陶瓷的定义及其类别 China
1、陶瓷的定义
陶瓷:经过高温热处理工艺的无机非金属材料。普陶/特陶
特种陶瓷Jo:ur采na用l o高f t度he精Ch选in的es原e C料er,am具ic有S能oc精iet确y 控制的化学 组成,按照便于进th行e C结h构ine设se计C及era控m制ic制So造cie的ty方法进行制造、加 工的,具有优异特性的陶日瓷本。窯业協会誌
▲(粘土泥浆)常用解胶剂:NaOH,纯碱、水玻璃、三聚磷酸钠、腐 植酸钠等。
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胶团结构示意图
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改善坯料性能的添加剂
2、结合剂(包括塑化剂):用来提高可塑泥团的塑性, 增强生坯的强度。
(1)粘合剂:有机物及其溶液。如聚乙烯醇(PVA) 、聚 醋酸乙酯、石蜡、羧甲基纤维素、聚乙二醇、糊精等。
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§1-3 电子瓷瓷料的制备
一、固相法
1、高温固相反应法(PZT\PLZT\PT等)
▲优点:工艺简单,成本低
▲缺点:合成原料纯度低,颗粒粗,活性差
2、分解法
▲优点:合成原料纯度高、颗粒较细、活性较好,工艺简单,成本低
▲缺点:需选择合适的原料
3、燃烧法(自曼延法)——与高温固相反应法类似
AOg=A/Vρ=6/(dρ) (m2/kg 或m2/g)
AOV= AOgρ
等效粒径d=6/ AOV= 6/ρAOg
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陶瓷 原理

陶瓷原理
陶瓷是一种非金属材料,具有高硬度、耐高温、耐腐蚀等特点。
其原理主要涉及晶格结构和化学成分。
陶瓷的晶格结构是由正、负离子以及电中性离子组成的。
通常情况下,陶瓷晶格结构中的阳离子为金属离子,如铝离子、镁离子等,阴离子则为非金属离子,如氧离子。
这种离子化合物的结构使得陶瓷材料具有高硬度和刚性。
陶瓷的化学成分影响着其性能。
常见的陶瓷材料有氧化铝、氧化锆、氧化硅等。
不同的化学成分会导致陶瓷材料具有不同的特性。
例如,氧化铝具有高熔点、高硬度和优异的耐磨性,而氧化锆则具有较高的热导率和机械强度。
陶瓷的制备过程主要包括矿石选矿、粉体制备、成型、烧结等步骤。
粉体制备是将原料中的矿石研磨成粉体,而成型则是将粉体制备成所需的形状。
最后,通过烧结过程将形成的瓷坯高温加热,使其结构致密化并形成陶瓷材料。
总的来说,陶瓷的原理可以归结为其晶格结构和化学成分的作用。
这些特性使得陶瓷材料在各个领域具有广泛的应用,如建筑材料、电子元件、医疗器械等。
材料讲堂:先进陶瓷材料(纯本人制作)(共43张PPT)

常见先进陶瓷的应用
先进陶瓷材料
碳化硅陶瓷
SiC陶瓷:除了具有优良的常温力学性能,还具有优良的高温力学性能。 SiC陶瓷是陶瓷材料中高温力学性能(强度、抗蠕变性等)最正确的。
先进陶瓷材料
激光切割机
激光打孔机
超声波打孔机
先进陶瓷材料
第三章 常见先进陶瓷的应用
光学石英玻璃
刚玉陶瓷
尖晶石透明陶瓷
常见先进陶瓷的应用
氧化铝陶瓷
❖ 热学:熔点很高,可作高级耐火材 料,如坩埚、高温炉管等。 ❖ 力学:硬度大,可以制造实验室使 用的刚玉磨球机。
❖ 光学:用高纯度的原料,使用先进工 艺,还可以使氧化铝陶瓷变得透明,可 制作高压钠灯的灯管。
生产率低
价格:31万欧元(¥260万)
陶瓷材料的制备工艺
➢ 3. 气氛烧结
✓ 对于空气中很难烧结的制品, 为防止其氧化等,研究了气氛 烧结方法。即在炉膛中通入一 定的气体〔惰性气体〕,在此 气氛下进行烧结。
✓ 如Si3N4、SiC等非氧化物,在高 温下易被氧化,因而需要在惰性 气体中进行烧结。
先进陶瓷材料
劳动强度大
不易自动化
电微学观的 变化—:—晶—稳粒—长定—大—,性气孔好减〔少。不易沉淀和分层〕
收缩形变大
脱模性好 高温轴承(1300℃)
注射成型:间歇式的操作过程,可生产结构复杂的制品。
即在炉膛中通入一定的气体〔惰性气体〕,在此气氛下进行烧结。
胚体烧结 是指把成型胚体转变为致密体的工艺过程。
光学:用高纯度的原料,使用先进工艺,还可以使氧化铝陶瓷变得透明,可制作高压钠灯的灯管。
第7次课-功能陶瓷

矫顽电场强度Ec
饱和电场强度Esat 铁电体的电滞回线
电极化的微观机制
电子位移极化, 响应 时 间 10-1410-16s 可见光频段, e a3
离子位移极化,
1210-13s,
10-
微波频段,
I = a3
偶极子取向极化,
= 02/3KT
② 严格控制配方,避免杂质离子,尤其是碱金属和碱
土金属离子的引入,在必须引入金属离子时,充分利用 中和效应和压抑效应,以降低材料中玻璃相的电导率。
3.1 电介质陶瓷
3.1.3电介质陶瓷陶瓷生产工艺、性能及应用
1) 电绝缘陶瓷的生产特点——高体积电阻 ③ 由于玻璃的电导活化能小,因此应尽可能控制玻璃 相的数量,甚至达到无玻璃相烧结。 ④ 避免引入变价金属离子,以免产生自由电子和空穴,
氧化锆和氧化锌---提高材料机械强度。
3.1 电介质陶瓷
3.1.3电介质陶瓷陶瓷生产工艺、性能及应用
2) 镁质瓷 (以滑石瓷为例)
生产的关键问题及工艺:
① 滑石的预烧
② 防止滑石老化
③ 烧结
扩大烧结范围严格控制窑炉温度范围
3.1 电介质陶瓷
3.1.4 非铁电电容器陶瓷
非铁电高介电电容器陶瓷的品种繁多。按照材料介电 系数和温度系数的大小,可分为: 1)温度补偿电容器陶瓷;2)温度稳定电容器陶瓷 1)温度补偿电容器陶瓷 高频温度补偿电容器陶瓷的介电常数在650以下,介电 常数的温度系数较小,而且可通过组成的调整,使介电常 数的温度系数灵活地变化。 介电常数的温度系数常为负值,用来补偿回路中电感 的正温度系数,使回路的谐振频率保持稳定。
往往由于击穿而不能工作,因此提高它的耐压性能非常重 要。
2010电子陶瓷第1章第一讲

第一章 电子陶瓷概述
§1.1.1 陶瓷的定义 什么是陶瓷(Ceramics)? 传统陶瓷是“由粘土或主要含粘土(有 长石、石英等)的混合物,经成形、干燥、 烧结而成的制品”。 美国陶瓷学会给陶瓷下的定义:“在高 温下形成及使用的无机非金属材料”
第一章 电子陶瓷概述
Ceramics——the making of pots, tiles, etc., by shaping pieces of clay and baking them until they are hard; articles produced in this way.
Widespread use of plaster-like 7000~5000 B.C. cementitious ceramics for in floor construction and as decorated interior wall coatings. Ceramics used to line crude kilns(窑 炉) to smelt copper from its ores and 4500 B.C. make possible the Chalcolithic(红 铜), Bronze and Iron Ages.
第一章 电子陶瓷概述
这一定义不仅包括陶器、瓷器、耐火 材料、建筑粘土制品、磨料、搪瓷、水泥 和玻璃等材料,而且还包括非金属磁性材 料、铁电体、人造单晶、特种陶瓷、以及 各种各样的其他制品。 This definition essentially says that a ceramic is anything that is not an organic material or a metal.
第一章 电子陶瓷概述
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第一章电子陶瓷制备原理陶瓷:通常将经过制粉、成型、烧结等工艺制得的产品都叫做陶瓷。
无机烧结体(硬、脆)显微结构:多晶多相结构在人类文明发展史中,陶瓷常常作为论证标志之一,于是在相当长的年代里,陶瓷一词便作为陶器和瓷器的总称。
随着科技的发展,人们把陶瓷的概念扩大到整个无机非金属领域。
通常所称的陶瓷材料,不少人还是把它当作传统陶瓷来理解,传统陶瓷的制备是利用天然硅酸盐矿物作为原料,经过粉碎、配料、成型、烧结等工艺制造而成。
新型陶瓷:具有各种独特性质和制造这些材料所必须采用的特殊的工艺(摆脱传统的组成和工艺的范畴),所用原料从取之于天然硅酸盐矿物的方式扩大到广泛使用人工合成的化合物,包括纯氧化物、复合氧化物、卤化物、以及碳化物、氮化物、硼化物、硅化物,以及复合盐类单质。
从结构上,以硅氧四面体为基本结构单元,发展到以单纯铝氧、锆氧八面体和硅氧、硅碳四面体以及含有多种其它基本结构单元的结合。
尺度上从1-100μm(晶粒)到10-1000nm(层次),工艺上,由液相到少量液相或不含液相的固相烧结。
不论是传统还是新型,所具有独特的物理性质无不与它们的化学组成、物相和显微结构有关。
[往往把玻璃、搪瓷、珐琅、釉、水泥、单晶或无机化合物,也列入近代陶瓷范畴(广义陶瓷)]陶瓷属于多晶体,可分为单相多晶体(由单一的多个晶相组成),多相多晶体(除晶相外,还有气相和玻璃相。
陶瓷中晶相、玻璃相、气相数量和分布上的差异,使陶瓷具有不同的性能。
晶相是决定陶瓷基本性质的主导物相(形貌、大小、均化、细化)玻璃相是陶瓷体中的低熔组成物气相(气孔)以孤立状态分布在玻璃相之中,电介质陶瓷,气孔可增大陶瓷的介电损耗,气孔又是光的散射中心,使透过的光量大大地减少,透明陶瓷的透明度大大降低,变得不透明。
狭义陶瓷:从所采用的原料来说,最早是直接应用粘土制成陶器,后来将天然原料进行加工配合制成瓷器,现在除天然原料外,还大量采用化工原料;成型从手工捏制、泥条盘筑到陶轮制坯,到复杂机械,到多种成型;煅烧从平地堆烧,到半地下式穴烧,到控制温度、气氛机械化窑炉。
生产力水平和科技进步的反映,漫长的历程使陶瓷从古老的工艺和艺术的宫殿中走出来,跨进了现代科学技术行列中,使它与金属材料、有机高分子材料共同构成三大材料。
§1.1 电子瓷及其原料1 电子瓷定义及类别电子陶瓷是指应用于电子技术中的各种陶瓷,也就是在电子工业中用于制造电子元件和器件的陶瓷材料,一般分为结构陶瓷和功能陶瓷。
用于制造电子元件、器件、部件和电路中的基体、外壳、固定件和绝缘零件等陶瓷材料,又称装置瓷。
大致分为:电真空瓷、电阻基体瓷和绝缘零件等。
功能陶瓷:用于制造电容器、电阻器、电感器、换能器、滤波器、传感器等并在电路中起一种或多种作用的陶瓷材料,它又分为:电容器瓷,铁电瓷,压电瓷,半导体瓷和磁性瓷等。
电子陶瓷在化学成分,微观结构和机电性能上,均与一般的电力用陶瓷有着本质的区别。
电子陶瓷需具有高的机械强度,耐高温高湿,抗辐射,介电常数变化范围宽,介质损耗小,电容温度系数可以调整,抗电强度和绝缘电阻高,以及老化性能优异。
电子陶瓷按特性可分为:高频和超高频绝缘陶瓷;高频高介陶瓷;铁电和反铁电陶瓷;压电陶瓷;半导体陶瓷;光电陶瓷;电阻陶瓷等。
电子陶瓷按应用范围可分为:固定用陶瓷;电真空陶瓷(主要用于绝缘体,构架,基体,外壳及多层布线等);电容器瓷(高频或低频电容器介质,兼作电容器支承,构架材料;电阻瓷等。
按微观结构分:多晶;单晶;多晶和玻璃相;单晶和玻璃相。
利用陶瓷材料的高频或超高频电气物理特性可制作各种形状的固定零件,陶瓷电容器,电真空陶瓷零件,碳膜电阻基体等,它们在通信、广播、电视、雷达、仪器、仪表等电子设备中是不可缺少的组成部分,此外,随着激光、计算、集成、光学等新技术的发展,电子陶瓷用途日益扩大。
电子陶瓷材料的发展同物理化学、应用物理、硅酸盐物理化学、固体物理学、光学、电学、声学、无线电电子学等的发展密切相关,相互促进,从而在电子技术的飞跃发展中,使电子陶瓷也相应地取得了很大的进展。
1 电子陶瓷的原料三方面要求:(1)化学成分:纯度,杂质的种类与含量,化学计量比;(2)颗粒度:粉粒直径,粒度分布,颗粒外形;(3)结构:结晶形态,稳定度,裂纹,致密度和多孔性等。
粒度与结构主要决定着坯体的密度和成型性。
颗粒细,结构不完整,则活性(不稳定性,可烧结性)愈大,有利于烧结。
电子瓷所用的原料大体可分为矿物原料和化工产品两类:原料 矿物原料 化工产品粘土、膨润土、滑石菱镁矿、萤石、金红石 刚玉工业纯80~90% 化学纯 95~99% 分析纯 99~99.9%杂质:(1)促进烧结(2)ⅢⅤ或ⅡⅥ杂质能作为离子价补偿,而提高材料的电气性能粉料稳定度:多晶转变,存在两种或两种以上晶型ZrO2低温单斜晶系(低温稳定),温度升高,1100℃转化为四方晶系(高温稳定);温度下降到1100℃以下,转化成单斜晶系;转变带来体积效应,ZrO2从单斜到四方,有8%的体积收缩,陶瓷出现裂纹。
掺杂固溶或高温煅烧使其稳定化。
晶型不同,烧结性不同:高温稳定的α-Si3N4、α-SiC比低温稳定的β- Si3N4、β-SiC有好的烧结性能,前者具有开放结构,内能高,有利于烧结。
§1.2 原料的颗粒度与粉碎粒度:是指粉粒直径的大小,作为陶瓷(电子陶瓷)的粉料,其粒径通常在0.1~50μm之间。
a)一般粉料愈细,则其工艺性能愈佳,粉料达到一定细度时,才能使浆料达到必要的流动性、可塑性,才可保证坯体具有足够的光洁度、均匀性和必要的机械强度;b)颗粒细化可降低陶瓷的烧成温度;c)颗粒愈细,则加工愈困难,应从经济考虑。
粉碎:物理角度看,粉碎是一种能量转换过程,所做的机械功通常与粉料之间的撞击、碾压、磨擦有关,将粉料砸碎、破裂,或磨去棱角等,使粉碎的比表面增加,因而表面自由能增加。
粉碎机械有:球磨、振动磨、气流磨、砂磨装置,前两种电子陶瓷普遍使用,而后两种局部使用。
一、机械法制粉原理1.球磨:原理,球磨机是一种内装一定磨球的旋转筒体,筒体旋转带动磨球旋转,靠离心力和摩擦作用,将磨球带到一定的高度,当离心力小于其自身重量时,磨球下落,撞击下部磨球与筒壁,而介于其间的粉料,便受到撞击或碾磨。
mgh 撞击,另一个是磨球之间以及磨球与筒壁之间的摩擦滚压。
球磨机:磨球与物料的反复撞击、研磨,将各种物料混合均匀,并达到一定细度的设备。
1)转速:V大,切线加速度增加;若V过大,则径向压力太大,使磨球难于滚动,甚至紧贴筒体回转,失去撞击作用;合适的转速以磨球恰能自近顶部下落为宜。
2)磨球外形:以球状为好(撞击功而言),但就滚动而言,以短柱状为宜,因为球之间为点接触,柱体之间是线接触。
3)筒体直径与粉料粒形:筒体大,则效率高,φ1-2m,对于小批量,以小球磨罐为宜,φ可小至10-20cm左右,大球磨机:粒形呈多角形,粗糙,流动性差,可塑性差,不利于成型;小球磨机:研磨多于撞击,粒形呈球形,流动性好,可塑性高,有利于成型,特利于挤制工艺,用于生产细杆或薄壁产品(小型电阻基体,管式电容器等)。
4)材质(磨球与筒衬):钢球,刚玉(α-Al2O3),瓷球,玛瑙(SiO2)球,比重大,坚硬则好,它们的比重分别为:7.9, 3.9, 2.3; 莫氏硬度分别为: 8, 9, 7, 5; 钢的效率高,但磨损后使瓷料含铁,可使瓷件介电性能变劣,对耐酸粉料Al2O3、ZrO2、BeO等,可用稀酸洗涤除铁,但对不耐酸的TiO2,ZnO,SnO2采用钢球是不合适的,同样采用刚玉球和玛瑙球也会混入Al2O3,和SiO2杂质,若研磨掺杂而使瓷件不能达到性能指标,可采取以下方法:a)采用有机物(聚氨酯类耐磨塑料或无无机物填充的橡皮)作为筒体内衬,或用这种有机物包裹钢球,有机物燃尽、挥发,不留痕迹;b)有机物作筒衬,以略为过烧的本料瓷球作磨球。
5)球磨时间:24-28h才可能达到必要细度(或更长时间),因素:初颗粒,硬度,脆性,球磨机大小,转速,磨球大小,形状,质料等。
钢球:前高后低(比表面积),研磨时间不宜太长,不利于后期细度粉碎;刚玉瓷柱(棒),撞击差,难以对付粗粒,但其摩擦接触面大,有利于研磨细粒,后期胜于前期,可适当延长研磨时间,进料粒度不宜过粗。
球磨是工作周期长,间歇操作,耗电大,效率低,细度极限是1μm以下。
6)干磨与湿磨:干磨以击碎为主,研磨为辅,效率不高,后期效率更不佳,对于某些有水解反应的粉料,只好采用干磨。
湿磨:加入适当的液体,水、酒精、甲醇等,有利于研磨后期的进一步细化,可使粉粒细小圆滑。
原理:液体将深入粉料中所有可能渗入的缝隙,使粉料胀大、变软,是湿粉碎效率高的主因。
还可以减少粉尘污染。
缺点:分层现象,破坏浆料的均匀性。
根据粉料的吸液性,磨球的质料,液体的性能,采用料、球与液合适的比例。
7)助磨剂:助磨剂主要是通过表面吸附作用来起作用的,又称表面活性物质。
1% 可能使球磨的效率成倍的增长,其作用机理主要是助磨剂在粉料表面的吸附作用。
助磨作用:a)分散效应:是指助磨剂在粉料表面吸附作用之后,大大地减弱了粉料之间的相互作用,而避免结成团块的效应。
“干磨”采用油酸[CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH]其中羧基-(COOH)具有明显极性,将与粉粒表面离子电场的异名端强烈吸引,而烷基朝外,烷属烃是典型的中性介质,因而大大地削弱了粉粒之间的相互作用力,提高了分散性,强化了研磨效率。
b)润滑效应:是指由于助磨剂在粉粒表面的附着使粉粒之间的作用力下降,摩擦力减小,流动性增加。
避免粗粒包裹于细粒之中,使研磨力缓冲分散;c)劈裂效应:主要是指助磨剂在粉粒裂缝中附着后的作用,撞击和碾压后,粉料出现裂缝,但应力去除后,裂缝弥合。
有助磨剂存在时,当裂口初一张开,这种新生成的活性特别大的表面,对周围媒质具有很大的极化和吸引力,故助磨剂将乘虚而入,并支撑,梗塞于缝隙之内,使之不能再度弥合,相当于打进一个“楔子”,使大量的应力集中于裂口前端,下次撞击碾压作用时,有利于裂口进一步扩展,助磨剂亦进一步挺进,使粉料劈开,研磨效果提高。
粉料与助磨剂之间的作用力大于助磨剂本身分子间的作用力,则助磨效果好,分散、润滑、劈裂效应明显。
对于酸性物料:TiO2、ZrO2用羟基、胺基的带碱性助磨剂较为有效;对碱性物料:BaTiO3、CaTiO3等,则以酸性介质作为助磨剂为宜。
助磨剂主要通过表面吸附作用来起作用的,又称表面活性物质。
2 振磨(振动磨)在1000-3000次/分钟范围内,作简谐振动,使筒体、磨球与物料反复撞击研磨,将物料混合均匀并达到一定细度的设备。
振动频率愈高,振幅愈大,则效率愈高。
振磨装置中主要是旋转电机带动料斗作偏心甩动。