陶瓷行業(yè)的研磨分散技術(shù)
編輯：轉(zhuǎn)自：材料科學(xué)與工程技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2024-01-26
不論是結(jié)構(gòu)陶瓷，還是微波陶瓷、MLCC、LTCC、HTCC、陶瓷基板等電子陶瓷，陶瓷漿料制備工序中，一定需要對(duì)其進(jìn)行研磨分散。如果想得到性能良好的研磨物料，就需要合適的研磨設(shè)備及相應(yīng)的研磨工藝。
陶瓷粉體研磨設(shè)備有：球磨機(jī)和珠磨機(jī)（砂磨機(jī)）。除此之外，電子陶瓷所用的導(dǎo)電漿料也需要三輥研磨機(jī)進(jìn)行研磨，三輥研磨機(jī)是高粘度物料有效的研磨、分散設(shè)備，此處不多做介紹。1、球磨機(jī)
球磨機(jī)（SBM）將球及處理物質(zhì)充滿的圓筒通過(guò)水平軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使充填物與圓筒共同旋轉(zhuǎn)，在研磨機(jī)（圓筒）內(nèi)翻騰到一定高度時(shí)它將產(chǎn)生層級(jí)運(yùn)動(dòng)（CASCADE），通過(guò)此時(shí)落下的球的強(qiáng)烈沖擊將處理物粉碎、分散。球磨機(jī)是目前廣泛使用的粉磨機(jī)械，在陶瓷行業(yè)中使用最為廣泛，也是陶瓷行業(yè)中的可實(shí)現(xiàn)細(xì)研磨的設(shè)備及方法。
球磨工藝中，球磨機(jī)的裝載量（研磨體數(shù)量）、研磨體的大小級(jí)配、漿料的比重和粘度對(duì)球磨效率都會(huì)產(chǎn)生較大的影響。球磨機(jī)裝載量，如研磨體量過(guò)多，球磨機(jī)內(nèi)部會(huì)發(fā)生研磨體相互碰撞，進(jìn)而失去能量，降低研磨效率。如研磨體量過(guò)少，研磨體對(duì)物料的沖擊和研磨次數(shù)會(huì)減少，相同研磨時(shí)間內(nèi)具有較低的研磨效率。在生產(chǎn)中，球磨機(jī)的裝載量根據(jù)所研磨物料的種類(lèi)也有所不同。研磨體的大小級(jí)配，大球沖擊力大，起到物料擊碎作用，小球沖擊力小，起到物料研磨作用，可根據(jù)最終所需物料的狀態(tài)選擇恰當(dāng)?shù)难心デ虼笮〖?jí)配比。2、珠磨機(jī)（砂磨機(jī)）
珠磨機(jī)，又稱砂磨機(jī)，是一種利用研磨介質(zhì)（如磨珠）對(duì)漿液進(jìn)行粉碎或分散處理的機(jī)械裝置，粉碎容器（呈圓筒形）內(nèi)部裝有攪拌器，磨珠和漿液，攪拌器通過(guò)攪拌帶動(dòng)磨珠轉(zhuǎn)動(dòng)，磨珠在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，與漿液中的粒子摩擦沖擊產(chǎn)生的能量能將粒子粉碎或分散。珠磨機(jī)的應(yīng)用廣泛，無(wú)論是粗大粒子的粉碎或是細(xì)微粒子的分散都能對(duì)應(yīng)。它能有效地將微米或者亞微米粒子粉碎至更細(xì)，精細(xì)程度可達(dá)數(shù)十納米。當(dāng)處理不同材質(zhì)的漿液時(shí)，需要選擇最優(yōu)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。可以通過(guò)選擇合適的磨珠尺寸，攪拌器轉(zhuǎn)速和攪拌器形狀種類(lèi)，來(lái)調(diào)整粉碎分散的能量大小，從而實(shí)現(xiàn)粒子的微細(xì)化處理。珠磨機(jī)按攪拌器放置位置劃分，有臥式和立式兩種。由于作用在磨珠上的離心力是重力的100至1000倍，因此重力的影響小到可以忽略不計(jì)。因此，兩種類(lèi)型之間的處理性能上沒(méi)有顯著差異。然而，就可操作性和維修簡(jiǎn)易性而言，存在以下優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：- 磨珠堆積時(shí)的高度較低，起動(dòng)功率低
- 回收殘留漿液和排出磨珠需要更多的工作和時(shí)間
更換零件相對(duì)容易
- 磨珠堆積時(shí)的高度高，起動(dòng)功率高
更換零件不是很容易
圖 磨珠大小引起的粉碎/分散效率差異，來(lái)源：廣島金屬機(jī)械磨珠尺寸是粉碎分散處理中最重要的因素。目標(biāo)粒徑和處理物質(zhì)本身的硬度決定了粉碎/分散所需要的能量。通過(guò)選擇合適的磨珠尺寸，攪拌器轉(zhuǎn)速和加入的磨珠量，能調(diào)節(jié)粉碎/分散所需要的能量。磨珠和粒子之間的碰撞頻率會(huì)影響粉碎/分散速度，磨珠間的空隙大小與磨珠自身的大小成正比例，而這個(gè)空隙大小會(huì)影響粒子的最終尺寸。
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