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高純氧化鋁珠:低磨耗就是最好的武器!
2019年03月19日 發布 分類:人物專訪 點擊量:1478
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無論是需求旺盛的LED產業藍寶石襯底,還是開始興起的透明氧化鋁多晶陶瓷,它們的原料——高純氧化鋁粉體都是無可替代的存在。然而在高純氧化鋁粉體的制備過程中,有一道坎無論如何都要越過,那就是令人頭疼的粉碎污染問題。

 

例如說5N高純氧化鋁粉體,目前國內采用較多的是醇鋁法進行制備。雖然該法具備可制得一次粒子較細的超微Al2O3等優點,但由于產出粉體團聚嚴重,需要二次粉碎才能使用,因此若采用氧化鋯珠等易引入雜質的研磨球進行粉碎,將極大影響氧化鋁粉體質量。

 

因此為了降低研磨對氧化鋁粉體純度帶來的影響,廠家往往會選用高純氧化鋁陶瓷珠來進行研磨;同時他們為了達到更高的經濟效益,還會對高純氧化鋁陶瓷珠的耐磨性能做出要求,以期減少研磨珠更替的次數。到底該如何制備兼顧純度與耐磨性能的氧化鋁陶瓷珠,來自萍鄉市禾田陶瓷有限公司鄔繼梅副總經理在今日拜訪粉體圈時與小編分享了他的經驗與心得。

 

 

右:萍鄉禾田 鄔繼梅,左:粉體圈 孫柯

 

“高純”+“耐磨”?一點都不簡單

理想豐滿,現實骨感,“高純氧化鋁”加上“耐磨”的搭配其實并不容易實現。鄔繼梅副總經理坦言,從立下目標開始算起,為了做出99.99%的耐磨高純氧化鋁陶瓷珠,他們足足用了7年的努力才達成。

 

工欲善其事,必先利其器。為了實現這個目標,萍鄉禾田在粉體原料的選擇上采用了5N級別的氧化鋁粉體;其次在設備的使用上也做了很大的調整,比如說啟用了去離子制水設備,以減少Ca2+、Na+等金屬離子的影響。在多管齊下的努力下,萍鄉禾田最終成功做出了純度高達99.99%的氧化鋁陶瓷珠。

 

但是僅有純度還不夠,優秀的研磨珠應同時具備優秀的耐磨性能。在這方面萍鄉禾田做了大量的工作,一開始做出的陶瓷珠,研磨1噸高純氧化鋁粉體需要100kg;接著經過不斷改良后,逐漸減少至去年的20kg。但是20kg顯然也不是一個容易接受的數字,為了進一步降低磨耗,萍鄉禾田開始采用粒度更小的氧化鋁粉體來制備陶瓷珠,最終將這個數字減少到了4~5kg。下圖便是萍鄉禾田出品的1kg高純氧化鋁耐磨陶瓷珠(500ml水)在3000轉的速度下連續研磨4小時/8小時的試驗結果對比。

 

氧化鋁陶瓷珠(0.3-0.4 mm)磨耗試驗結果

左:耐磨試驗前珠子表面  右:耐磨試驗后珠子表面

 

性能到位,最重要的是價格還不貴。據鄔繼梅副總經理介紹,該高純氧化鋁陶瓷球粒徑范圍可達0.2mm-13mm,耐磨性能與日本進口的陶瓷球相當,且價格(700元/kg)與后者(2000-3000元/kg)相比存在巨大優勢。

 

七年磨一劍,萍鄉禾田用它的親身經歷告訴我們,堅持就是勝利。最后小編也祝愿萍鄉禾田能夠在氧化鋁陶瓷制品的研究開發工作上更加順利,繼續為我國特種陶瓷產業添磚加瓦。

 

粉體圈 作者:JOY


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