Một "quả bóng" có thể ảnh hưởng đáng kể đến số phận ứng dụng của alumina có độ tinh khiết cao-.
Alumina-có độ tinh khiết cao nhờ các đặc tính quang, điện, nhiệt và cơ học đặc biệt đã trở thành vật liệu nền tảng quan trọng hỗ trợ sự phát triển của các ngành công nghệ-cao hiện đại. Từ đèn LED và bộ tách pin lithium cho đến các tấm bán dẫn và các bộ phận quang học-cao cấp, các cấp độ tinh khiết khác nhau của alumina có độ tinh khiết cao-đóng một vai trò không thể thay thế, đặt ra-yêu cầu cao hơn bao giờ hết về chất lượng bột.
Trong quá trình chuẩn bị bột alumina nano-có độ tinh khiết cao-, thiết bị nghiền siêu mịn ướt như máy nghiền bi và máy nghiền hạt là lựa chọn ưu tiên cho giai đoạn nghiền nhỏ. Trong việc sử dụng các thiết bị nghiền siêu mịn như vậy, việc lựa chọn vật liệu nghiền là một vấn đề rất quan trọng vì nó quyết định chi phí, hiệu quả và chất lượng của sản phẩm cuối cùng sau khi nghiền. Vật liệu nghiền phổ biến bao gồm hạt thủy tinh, hạt silicat zirconium, quả bóng thép, quả bóng alumina, quả bóng zirconia, v.v. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình nghiền ướt và làm giảm kích thước hạt bột. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là ngay cả vật liệu nghiền có khả năng chống mài mòn tuyệt vời cũng không thể tránh khỏi sự mài mòn hoàn toàn và các hạt bị mài mòn sẽ làm nhiễm bẩn vật liệu được nghiền. Vì vậy, các nhà sản xuất thường thích sử dụng vật liệu nghiền làm từ vật liệu tương tự hoặc tương tự.
01 Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Vật Liệu Mài Alumina
Bóng gốm Alumina là các thành phần mài mòn do ma sát- và tốc độ mài mòn của chúng bị ảnh hưởng bởi cả các yếu tố bên trong và bên ngoài, trong đó các yếu tố bên trong có tác động lớn hơn.
Khả năng chống mài mòn của gốm alumina có liên quan chặt chẽ đến tính chất cơ học của vật liệu và tác dụng hiệp đồng của cấu trúc vi mô của nó. Hiện nay, độ dẻo dai và kích thước hạt của gốm sứ là những yếu tố được nghiên cứu nhiều nhất và là những yếu tố bên trong có liên quan chặt chẽ nhất đến khả năng chống mài mòn. Độ dẻo dai có ảnh hưởng đáng kể đến gốm sứ. Vì kích thước hạt nhỏ hơn thường dẫn đến khả năng chống mài mòn tốt hơn trong gốm sứ nên gốm sứ chống mài mòn-đang được phát triển theo hướng cấu trúc vi tinh thể.
Trong quá trình nghiền bột bằng thiết bị nghiền, hiện tượng mài mòn giòn của vật liệu nghiền không chỉ ảnh hưởng đến tuổi thọ của vật liệu nghiền mà còn dễ dẫn đến các vấn đề ô nhiễm. Do đó, để giảm tác động của quá trình nghiền đến độ tinh khiết của bột alumina, người ta thường phải sử dụng hạt mài gốm alumina có độ tinh khiết cao, -có độ tinh khiết cao-.
02 Lựa Chọn Nguyên Liệu
độ tinh khiết
Nói chung, việc sử dụng bột Al₂O₃ có độ tinh khiết cao là điều kiện tiên quyết quan trọng để chuẩn bị các quả nghiền alumina hiệu suất cao-. Điều này chủ yếu là vì: Thứ nhất, việc sử dụng bột Al₂O₃ có độ tinh khiết cao có thể làm giảm hiệu quả nguy cơ hình thành lỗ chân lông sau quá trình thiêu kết và tránh khả năng các tạp chất vô cơ phản ứng với bột gốm ở nhiệt độ cao hoặc tồn tại trong ma trận tạo thành các vết nứt nhỏ. Điều này đảm bảo mật độ của các quả mài alumina, mang lại hiệu quả mài và khả năng chống mài mòn cao hơn. Thứ hai, việc sử dụng nguyên liệu thô có độ tinh khiết cao-có nghĩa là ngay cả khi bi mài mòn đáng kể, các hạt tách ra sẽ không làm nhiễm bẩn bột alumina có độ tinh khiết cao-, do đó duy trì được độ tinh khiết của nó.
Kích thước hạt
Cơ chế mài mòn của bi mài chủ yếu liên quan đến biến dạng dẻo và gãy xuyên hạt một phần, dẫn đến mài mòn nhẹ. Nếu hạt thô, có thể xảy ra hiện tượng đứt gãy giữa các hạt, dẫn đến mài mòn nghiêm trọng. Kích thước hạt càng nhỏ thì khả năng chống mài mòn của gốm càng tốt. Do đó, khi chọn kích thước hạt bột thô, nên sử dụng nguyên liệu thô -Al₂O₃ có kích thước hạt càng nhỏ càng tốt để giảm kích thước hạt gốm và tăng cường khả năng chống mài mòn của bi mài. Ngoài ra, so với các hạt lớn hơn, các hạt nhỏ hơn có diện tích bề mặt riêng hoặc năng lượng bề mặt lớn hơn, do đó cung cấp động lực lớn hơn cho quá trình thiêu kết, nhiệt độ thiêu kết thấp hơn và mật độ thiêu kết cao hơn, giúp cải thiện tính chất cơ học của vật liệu.
03 Công nghệ đúc cũng rất quan trọng
Nói chung, độ tròn của quả nghiền càng tốt thì sự phân bố kích thước hạt của sản phẩm nghiền càng đồng đều. Bi mài nhỏ hơn tạo ra nhiều điểm tiếp xúc hơn giữa các bi trong quá trình mài, mang lại nhiều cơ hội nghiền nhỏ vật liệu hơn và cho phép mài mịn hơn. Hiện nay, các công nghệ đúc để sản xuất vật liệu nghiền gốm hình cầu cả trong nước và quốc tế bao gồm phương pháp đúc thả (tạo hạt hình cầu), phương pháp ép đẳng tĩnh và phương pháp cán. Chất lượng sản phẩm được sản xuất bằng các phương pháp đúc khác nhau là khác nhau.
Đổ khuôn (tạo hạt hình cầu)
Phương pháp đúc thả, còn được gọi là phương pháp tạo gel bên ngoài, là một phương pháp liên tục và hiệu quả để sản xuất-các hạt gốm có đường kính nhỏ. Đặc điểm của nó là các giọt hình thành từ bùn có hình dạng nhờ sức căng bề mặt trong môi trường dầu. Độ tròn đạt được bằng phương pháp này tốt hơn so với phương pháp cán truyền thống. Các vi hạt đồng nhất và dày đặc bên trong, không cần phun thêm chất kết dính hoặc khuôn. Phương pháp này vượt trội về mặt công nghệ so với các phương pháp ép và lăn đẳng tĩnh để sản xuất các quả cầu gốm có đường kính -nhỏ.
Ép đẳng tĩnh
Ép đẳng tĩnh liên quan đến việc đổ bột vào khuôn hình cầu linh hoạt, bịt kín khuôn và đặt nó vào buồng làm việc của máy ép đẳng tĩnh lạnh. Khuôn được nén bởi môi trường lỏng tạo áp suất đồng đều từ mọi hướng. Sau khi đúc, thu được một vật thể hình cầu màu xanh lá cây. Áp suất cao đẳng tĩnh và đồng đều làm cho hình cầu màu xanh lá cây nhỏ gọn đồng đều, dẫn đến độ bền màu xanh lá cây cao hơn. Tuy nhiên, những hạn chế do khuôn dẫn đến hiệu quả sản xuất thấp, hạn chế việc áp dụng công nghệ ép đẳng tĩnh trong sản xuất bi gốm có đường kính{4}}nhỏ.
Quy trình ép đẳng tĩnh (Trình giữ chỗ sơ đồ)
Phương pháp cán
Phương pháp cán hiện là công nghệ chủ đạo để sản xuất hàng loạt hạt mài có đường kính-nhỏ. Nguyên tắc của nó tương tự như "làm một quả cầu tuyết". Quá trình này bao gồm việc phun chất lỏng kết dính để làm ẩm các quả bóng lõi, sau đó thêm bột khô vào bên ngoài các lõi đã được làm ẩm, sau đó được nén lại bằng tác động lăn. Về nguyên tắc, phương pháp này đơn giản và có hiệu suất sản xuất cao nên vẫn là phương pháp tốt nhất để đúc các viên bi gốm có kích thước- milimet. Hiện tại, nhiều công ty trong nước đã đạt được khả năng kiểm soát và tối ưu hóa tự động các thông số khác nhau, bao gồm cả thiết bị phun và cấp bột, cho phép sản xuất hàng loạt-bóng gốm chất lượng cao như alumina và zirconia.
04 Chế độ thiêu kết
Nhiệt độ thiêu kết quá cao và thời gian giữ quá lâu có thể thúc đẩy sự phát triển của tinh thể Al₂O₃ và tăng lượng pha lỏng. Điều này không chỉ làm giảm độ bền mà còn làm giảm khả năng chống mài mòn. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ quá thấp, mật độ thiêu kết sẽ giảm và khả năng chống mài mòn của bóng gốm cũng giảm. Ngay cả khi hàm lượng Al₂O₃ cao, nhiệt độ thiêu kết không phù hợp cũng không đảm bảo khả năng chống mài mòn tốt; chìa khóa phụ thuộc vào thành phần pha và cấu trúc vi mô của các quả bóng gốm. Vì vậy, cần xác định nhiệt độ thiêu kết thích hợp và kiểm soát thời gian giữ thích hợp. Nói chung, có thể áp dụng công nghệ nung nhanh ở nhiệt độ-thấp, mang lại lợi ích tiết kiệm năng lượng-đáng kể. Nó cũng giúp ức chế sự phát triển của hạt trong các quả bóng gốm alumina, có lợi cho việc cải thiện độ bền và độ dẻo dai của sản phẩm, từ đó tăng cường khả năng chống mài mòn của chúng.
Các chất hỗ trợ thiêu kết ảnh hưởng đáng kể đến quá trình nung-ở nhiệt độ thấp. Các hệ thống thường được sử dụng bao gồm hệ thống SiO₂-CaO-MgO, hệ thống MnO₂-TiO₂-MgO và hệ thống CuO-SiO₂. Các hệ thống này có thể làm giảm đáng kể nhiệt độ thiêu kết đồng thời tinh chế ngũ cốc, ổn định cấu trúc và cải thiện tính chất cơ học của vật liệu.