"Lopta" bi mogla značajno utjecati na sudbinu primjene glinice visoke-čistoće.
Glinica visoke-čistoće, zahvaljujući svojim iznimnim optičkim, električnim, toplinskim i mehaničkim svojstvima, postala je ključni temeljni materijal koji podupire razvoj moderne industrije visoke-tehnologije. Od LED rasvjete i separatora litijevih baterija do poluvodičkih pločica i vrhunskih-optičkih komponenti, različiti stupnjevi čistoće aluminijevog oksida visoke-čistoće igraju nezamjenjivu ulogu, postavljajući sve-više zahtjeve za kvalitetu praha.
Tijekom pripreme nano-aluminijevog oksida u prahu visoke čistoće, oprema za mokro ultrafino mljevenje kao što su kuglični mlinovi i perlasti mlinovi preferirani su izbor za fazu usitnjavanja. U korištenju takve opreme za ultrafino mljevenje, izbor medija za mljevenje je vrlo važno pitanje, jer određuje cijenu, učinkovitost i kvalitetu konačnog proizvoda nakon mljevenja. Uobičajeni mediji za mljevenje uključuju staklene kuglice, kuglice od cirkonijevog silikata, čelične kuglice, kuglice od glinice, kuglice od cirkonijevog oksida itd. Oni igraju značajnu ulogu u procesu mokrog mljevenja i smanjenju veličine čestica praha. Međutim, važno je napomenuti da čak ni brusni materijal s izvrsnom otpornošću na habanje ne može u potpunosti izbjeći trošenje, a istrošene čestice će kontaminirati materijal koji se melje. Stoga proizvođači uglavnom radije koriste medije za mljevenje od istih ili sličnih materijala.
01 Čimbenici koji utječu na kuglice medija za mljevenje glinice
Keramičke kuglice od aluminijevog oksida komponente su-trošenja zbog trenja, a na njihovu brzinu trošenja utječu unutarnji i vanjski čimbenici, pri čemu unutarnji čimbenici imaju veći utjecaj.
Otpornost na trošenje aluminijeve keramike usko je povezana s mehaničkim svojstvima materijala i sinergističkim učincima njegove mikrostrukture. Trenutno su žilavost i veličina zrna keramike najviše proučavani čimbenici i unutarnji čimbenici koji su najbliže povezani s otpornošću na trošenje. Žilavost ima značajan utjecaj na keramiku. Budući da manje veličine zrna općenito dovode do bolje otpornosti na trošenje u keramici, -keramika otporna na habanje razvija se prema mikrokristalnim strukturama.
Tijekom usitnjavanja praha pomoću opreme za mljevenje, krhko trošenje medija za mljevenje ne samo da utječe na životni vijek samog medija, već također lako dovodi do problema s kontaminacijom. Stoga, kako bi se smanjio utjecaj mljevenja na čistoću praha aluminijevog oksida, često je potrebno koristiti keramičke kuglice za mljevenje visoke -aluminijeve otpornosti-na habanje.
02 Odabir sirovina
Čistoća
Općenito, upotreba praha -Al₂O₃ visoke-čistoće ključan je preduvjet za pripremu kuglica za mljevenje od glinice visokog{2}}učinka. To je uglavnom zato što: Prvo, upotreba -Al₂O₃ praha visoke-čistoće može učinkovito smanjiti rizik od stvaranja pora nakon sinteriranja i izbjeći mogućnost da anorganske nečistoće reagiraju s keramičkim prahom na visokim temperaturama ili da ostanu u matrici stvarajući mikropukotine. To osigurava gustoću kuglica za mljevenje glinice, dajući im veću učinkovitost mljevenja i otpornost na trošenje. Drugo, korištenje sirovina visoke-čistoće znači da čak i ako se kuglice za mljevenje značajno pohabaju, odvojene čestice neće kontaminirati prah glinice visoke-čistoće, čime se održava njegova čistoća.
Veličina čestica
Mehanizam trošenja kugli za mljevenje prvenstveno uključuje plastičnu deformaciju i djelomični transgranularni lom, što rezultira blagim trošenjem. Ako su zrna gruba, može doći do intergranularnog loma, što dovodi do ozbiljnog trošenja. Što je veličina zrna manja, to je keramika otpornija na trošenje. Stoga, pri odabiru veličine čestica sirovog praha, preporučljivo je koristiti -Al₂O₃ sirovine sa što manjom veličinom čestica kako bi se smanjila veličina zrna keramike i povećala otpornost na trošenje kuglica za mljevenje. Osim toga, u usporedbi s većim česticama, manje čestice imaju veću specifičnu površinu ili površinsku energiju, čime se osigurava veća pokretačka snaga za sinteriranje, niže temperature sinteriranja i potencijalno veća gustoća sinteriranja, što poboljšava mehanička svojstva materijala.
03 Tehnologija kalupljenja također je kritična
Općenito, što je bolja sferičnost kuglica za mljevenje, to je ravnomjernija raspodjela veličine čestica mljevenog proizvoda. Manje kuglice za mljevenje rezultiraju s više kontaktnih točaka između kuglica tijekom mljevenja, nudeći više mogućnosti za usitnjavanje materijala i omogućujući finije mljevenje. Trenutačno, tehnologije prešanja za proizvodnju sferičnih keramičkih medija za mljevenje u zemlji i inozemstvu uključuju prešanje po kapu (sferna granulacija), izostatičko prešanje i metode valjanja. Kvaliteta proizvoda proizvedenih različitim metodama kalupljenja varira.
Kapanje (sferična granulacija)
Metoda kapanja, poznata i kao metoda vanjskog geliranja, kontinuirana je i učinkovita metoda za proizvodnju keramičkih mikrokuglica malog-promjera. Njegova je karakteristika da kapljice nastale iz kaše poprimaju oblik pomoću površinske napetosti u uljastom mediju. Sferičnost postignuta ovom metodom je bolja nego kod tradicionalnih metoda valjanja. Mikrozrnca su iznutra ujednačena i gusta, ne zahtijevaju dodatno prskanje veziva ili kalupe, a ova je metoda tehnološki superiornija u odnosu na metode izostatičkog prešanja i valjanja za proizvodnju keramičkih kuglica malog-promjera.
Izostatičko prešanje
Izostatičko prešanje uključuje punjenje praha u fleksibilni sferni kalup, brtvljenje kalupa i njegovo stavljanje u radnu komoru hladne izostatičke preše. Kalup je komprimiran tekućim medijem koji primjenjuje ravnomjeran pritisak iz svih smjerova. Nakon vađenja kalupa dobiva se kuglasto zeleno tijelo. Izostatski i ravnomjerni visoki tlak čini kuglastu zelenu zbijenu jednoliko gustu, što rezultira većom čvrstoćom u zelenu. Međutim, ograničenja zbog kalupa dovode do niske učinkovitosti proizvodnje, ograničavajući primjenu tehnologije izostatičkog prešanja u proizvodnji keramičkih loptica malog-promjera.
Proces izostatičkog prešanja (rezervirano mjesto za dijagram)
Metoda valjanja
Metoda valjanja trenutno je glavna tehnologija za masovnu proizvodnju zrna za mljevenje malog-promjera. Njegov princip je sličan "pravljenju grudve snijega". Proces uključuje raspršivanje tekućine za vezivanje kako bi se navlažile kuglice jezgre, zatim dodavanje suhog praha na vanjsku stranu navlaženih jezgri, koji se zatim zbija valjanjem. Ova je metoda u načelu jednostavna i ima visoku proizvodnu učinkovitost, što je još uvijek čini najboljom metodom za oblikovanje milimetarskih-keramičkih kuglica. Trenutačno su mnoge domaće tvrtke postigle automatiziranu kontrolu i optimizaciju različitih parametara, uključujući uređaje za raspršivanje i ubacivanje praha, što omogućuje masovnu proizvodnju visoko-kvalitetnih keramičkih loptica kao što su aluminij i cirkonij.
04 Režim sinteriranja
Pretjerano visoke temperature sinteriranja i preduga vremena držanja mogu potaknuti rast kristala Al2O3 i povećati količinu tekuće faze. To ne samo da smanjuje čvrstoću, već i smanjuje otpornost na trošenje. Međutim, ako je temperatura preniska, sinterirana gustoća se smanjuje, a otpornost na trošenje keramičkih kuglica također opada. Čak i ako je sadržaj Al₂O3 visok, neprikladne temperature sinteriranja ne jamče dobru otpornost na trošenje; ključ ovisi o faznom sastavu i mikrostrukturi keramičkih kuglica. Stoga je potrebno odrediti odgovarajuću temperaturu sinteriranja i kontrolirati odgovarajuće vrijeme zadržavanja. Općenito, može se usvojiti tehnologija brzog paljenja na niskim-temperaturama, koja nudi značajne-pogodnosti uštede energije. Također pomaže u sprječavanju rasta zrna u keramičkim kuglicama od glinice, što je korisno za poboljšanje čvrstoće i žilavosti proizvoda, čime se povećava njihova otpornost na trošenje.
Pomoćna sredstva za sinterovanje značajno utječu na-niskotemperaturno brzo pečenje. Često korišteni sustavi uključuju sustav SiO₂-CaO-MgO, sustav MnO₂-TiO₂-MgO i sustav CuO-SiO₂. Ovi sustavi mogu značajno smanjiti temperaturu sinteriranja dok također pročišćavaju zrna, stabiliziraju strukturu i poboljšavaju mehanička svojstva materijala.