一種亞微米氧化鋁超細(xì)粉體串級(jí)研磨制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種亞微米氧化鋁超細(xì)粉體串級(jí)研磨制備方法，其特征在于包括以下步驟：a.球磨粗磨：以Φ10-15mm的剛玉球?yàn)槟デ?，將?Al2O3研磨到粒徑小于5微米；b.串級(jí)砂磨超細(xì)：第一級(jí)以Φ2.5-3mm剛玉球砂磨，將Φ-Al2O3研磨到粒徑小于3微米；第二級(jí)以Φ1.2-1.6mm剛玉球砂磨，將α-Al2O3研磨到粒徑小于1微米；第三級(jí)以Φ0.4-0.7mm剛玉球砂磨，將α-Al2O3研磨到粒徑小于0.5微米；c.研磨完成后噴霧干燥得到超細(xì)亞微米級(jí)α-Al2O3粉體。
【專利說(shuō)明】一種亞微米氧化鋁超細(xì)粉體串級(jí)研磨制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種精細(xì)陶瓷原料亞微米氧化鋁研磨制備工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]氧化鋁陶瓷物化性能優(yōu)異，原料易得，在現(xiàn)代精細(xì)陶瓷中占有重要地位。氧化鋁陶瓷應(yīng)用非常廣泛，由于具有較好的機(jī)械強(qiáng)度及耐高溫特性，在紡織工業(yè)、耐火材料、研磨材料等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。但是與其它陶瓷相比，如氧化鋯陶瓷，性能較差，特別是韌性較低，磨耗較高。研究人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)氧化鋁陶瓷晶粒直徑減小后可以增強(qiáng)氧化鋁的韌性及耐磨性能，特別是添加超細(xì)二氧化鋯或碳化硅后，性能大幅提高，抗彎強(qiáng)度可達(dá)10^，韌性超過(guò)
^172,磨耗低于0.1%。這種超細(xì)晶粒的氧化鋁陶瓷稱為微晶氧化鋁陶瓷，是一種新型的高性能低成本的精細(xì)陶瓷，極大拓寬了氧化鋁陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0003]微晶氧化鋁陶瓷所需的超細(xì)粉體原料一般以鋁鹽為原料，采用濕化學(xué)或軟化學(xué)的方法制備，存在成本高，規(guī)模小的缺點(diǎn)。為了推進(jìn)微晶氧化鋁陶瓷的大規(guī)模應(yīng)用，必須找到一種廉價(jià)的大規(guī)模生產(chǎn)超細(xì)亞微米級(jí)氧化鋁超細(xì)粉體的新技術(shù)。
[0004]研磨是一種常用的粉碎手段可以減少粉體顆粒尺寸。傳統(tǒng)的濕法球磨方法轉(zhuǎn)速低耗時(shí)長(zhǎng)，所能超細(xì)的粒徑有限，一般只能到幾個(gè)微米，無(wú)法獲得亞微米的粉體。利用砂磨機(jī)進(jìn)行一級(jí)超細(xì)可以獲得1-2微米的粉體，但耗時(shí)長(zhǎng)，能耗高，漿料粘度高，固含量低，同樣無(wú)法直接獲得亞微米的氧化鋁超細(xì)粉體。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在克服現(xiàn)有工藝缺點(diǎn)，提供一種制作成本低，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，能耗低的亞微米氧化鋁超細(xì)粉體串級(jí)研磨制備方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，提供了以下技術(shù)方案:一種亞微米氧化鋁超細(xì)粉體串級(jí)研磨制備方法，其特征在于包括以下步驟:
￡1.球磨粗磨:以010-15111111的剛玉球?yàn)槟デ?，?八1203研磨到粒徑小于5微米；
匕串級(jí)砂磨超細(xì):第一級(jí)以￠2.5-3111111剛玉球砂磨，將八1203研磨到粒徑小于3微米；第二級(jí)以￠1.2-1.6111111剛玉球砂磨，將￠1 -八1203研磨到粒徑小于1微米；第三級(jí)以
00.4-0.7臟剛玉球砂磨，將0 -八1203研磨到粒徑小于0.5微米；
0.研磨完成后噴霧干燥得到超細(xì)亞微米級(jí)0-八1203粉體。
[0007]作為優(yōu)選，串級(jí)砂磨超細(xì)過(guò)程中，每一級(jí)至少包括2臺(tái)同樣尺寸剛玉球的相同的砂磨機(jī)，每臺(tái)砂磨機(jī)所出漿料進(jìn)入漿料池進(jìn)行水冷降溫、攪拌均勻，然后再泵入另一臺(tái)內(nèi)裝同樣尺寸剛玉球的相同的砂磨機(jī)，在砂磨機(jī)間循環(huán)研磨，經(jīng)檢測(cè)粒徑達(dá)標(biāo)后，泵入下一級(jí)的漿料池進(jìn)行研磨。
[0008]2.作為優(yōu)選，水冷降溫是降到51?151。
[0009]作為優(yōu)選，在對(duì)0 -八1203研磨前直接在原料中加入氧化鋯或碳化硅粉體進(jìn)行混料。
[0010]作為優(yōu)選，第二級(jí)砂磨超細(xì)中添加氨水調(diào)整邱值9-10之間，加入重量百分比0.5%的聚丙烯酸銨作為分散劑。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
1.通過(guò)串級(jí)超細(xì)砂磨中不同直徑的研磨球的匹配，最大效率的逐級(jí)減少粉體的粒度，直至小于0.5微米；
2.同一級(jí)中，通過(guò)多臺(tái)砂磨機(jī)串接循環(huán)，提升漿料在研磨中的均勻性，并通過(guò)在循環(huán)過(guò)程中的水冷降低漿料的溫度，避免高溫對(duì)設(shè)備的損害及漿料粘度的上升，提升研磨的效率；
3.在第二級(jí)調(diào)整漿料的1)?值及添加聚丙烯酸銨作為分散劑可以降低超細(xì)氧化鋁粉體漿料的粘度，保證較高的固含量，提高研磨效率，降低成本。同時(shí)添加的聚丙烯酸銨不會(huì)給超細(xì)氧化鋁粉體添加雜質(zhì)金屬離子。
[0012]4.在本工藝中，可以直接在球磨配料時(shí)，添加氧化鋯或碳化硅粉體，超細(xì)后獲得均勻性高的超細(xì)氧化鋯或碳化硅增強(qiáng)亞微米氧化鋁復(fù)合粉體，作為第二相增強(qiáng)的微晶氧化鋁復(fù)合陶瓷原料。

【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1:
首先將市售工業(yè)氧化鋁，10-15111111的剛玉球與水(重量百分比為1:2:1)裝入剛玉內(nèi)襯5噸球磨罐中，轉(zhuǎn)速2011)111，球磨10-15小時(shí)，使氧化鋁粒徑小于5微米。然后轉(zhuǎn)移到兩臺(tái)5001砂磨機(jī)串接的第一級(jí)砂磨衆(zhòng)料池中。衆(zhòng)料泵入裝有2.5-3111111剛玉球砂磨機(jī)，轉(zhuǎn)速30011)111，進(jìn)行砂磨，并以517111111的速度經(jīng)水冷后進(jìn)入第二臺(tái)砂磨機(jī)漿料池，注滿后，開始泵入第二臺(tái)砂磨機(jī)開始研磨。漿料在兩臺(tái)砂磨機(jī)中循環(huán)研磨2-3個(gè)小時(shí)，使氧化鋁粒徑小于3微米。然后泵入兩臺(tái)5001砂磨機(jī)串接的第二級(jí)砂磨漿料池中，并添加氨水調(diào)整邱值9-10之間，加入重量百分比0.5%的聚丙烯酸銨作為分散劑。漿料泵入第二級(jí)的裝有1.2-1.6^剛玉球砂磨機(jī)，與第一級(jí)類似在兩臺(tái)砂磨機(jī)中循環(huán)研磨，轉(zhuǎn)速為30011)1循環(huán)研磨3-4小時(shí)后，使氧化鋁粒徑小于1微米。然后泵入兩臺(tái)500[砂磨機(jī)串接的第三級(jí)砂磨漿料池中。漿料泵入第三級(jí)的裝有0.4-0.7^剛玉球砂磨機(jī)，與前兩級(jí)類似在兩臺(tái)砂磨機(jī)中循環(huán)研磨，轉(zhuǎn)速為300??！11。循環(huán)研磨3-4小時(shí)后，使氧化鋁粒徑小于0.5微米。然后泵入噴霧干燥塔干燥獲得亞微米氧化鋁超細(xì)粉體。
[0014]實(shí)施例2:
首先將市售工業(yè)氧化鋁，10-15111111的剛玉球與水(重量百分比為1:2:0.8)裝入剛玉內(nèi)襯5噸球磨罐中，轉(zhuǎn)速2011)111，球磨10-15小時(shí)，使氧化招粒徑小于5微米。然后轉(zhuǎn)移到兩臺(tái)5001砂磨機(jī)串接的第一級(jí)砂磨漿料池中。漿料泵入裝有2.5-3臟剛玉球砂磨機(jī)，轉(zhuǎn)速2001~卿，進(jìn)行砂磨，并以517111111的速度經(jīng)水冷后進(jìn)入第二臺(tái)砂磨機(jī)漿料池，注滿后，開始泵入第二臺(tái)砂磨機(jī)開始研磨。漿料在兩臺(tái)砂磨機(jī)中循環(huán)研磨3-4個(gè)小時(shí)，使氧化鋁粒徑小于3微米。然后泵入三臺(tái)5001砂磨機(jī)串接的第二級(jí)砂磨漿料池中，并添加氨水調(diào)整值9-10之間，加入重量百分比0.5%的聚丙烯酸銨作為分散劑。漿料泵入第二級(jí)的裝有1.2-1.6^剛玉球砂磨機(jī)，與第一級(jí)類似在三臺(tái)砂磨機(jī)中循環(huán)研磨，轉(zhuǎn)速為20011)1循環(huán)研磨2-3小時(shí)后，使氧化鋁粒徑小于1微米。然后泵入三臺(tái)500[砂磨機(jī)串接的第三級(jí)砂磨漿料池中。漿料泵入第三級(jí)的裝有0.4-0.7臟剛玉球砂磨機(jī)，與前兩級(jí)類似在三臺(tái)砂磨機(jī)中循環(huán)研磨，轉(zhuǎn)速為20011)1循環(huán)研磨2-3小時(shí)后，使氧化鋁粒徑小于0.5微米。然后泵入噴霧干燥塔干燥獲得亞微米氧化鋁超細(xì)粉體。
[0015]實(shí)施例3:
首先將市售工業(yè)氧化鋁，氧化鋯，10-15111111的剛玉球與水(重量百分比為0.85:0.15:2:1)裝入剛玉內(nèi)襯5噸球磨罐中，轉(zhuǎn)速2011)111，球磨10-15小時(shí)，使衆(zhòng)料粒徑小于5微米。然后轉(zhuǎn)移到兩臺(tái)5001砂磨機(jī)串接的第一級(jí)砂磨漿料池中。漿料泵入裝有2.5-3臟剛玉球砂磨機(jī)，轉(zhuǎn)速30011)111，進(jìn)行砂磨，并以51/111111的速度經(jīng)水冷后進(jìn)入第二臺(tái)砂磨機(jī)衆(zhòng)料池，注滿后，開始泵入第二臺(tái)砂磨機(jī)開始研磨。漿料在兩臺(tái)砂磨機(jī)中循環(huán)研磨2-3個(gè)小時(shí)，使?jié){料粒徑小于3微米。然后泵入三臺(tái)5001砂磨機(jī)串接的第二級(jí)砂磨漿料池中，并添加氨水調(diào)整邱值9-10之間，加入重量百分比0.5%的聚丙烯酸銨作為分散劑。漿料泵入第二級(jí)的裝有
1.2-1.6臟剛玉球砂磨機(jī)，與第一級(jí)類似在三臺(tái)砂磨機(jī)中循環(huán)研磨，轉(zhuǎn)速為250?。?1。循環(huán)研磨2-3小時(shí)后，使?jié){料粒徑小于1微米。然后泵入三臺(tái)500[砂磨機(jī)串接的第三級(jí)砂磨漿料池中。漿料泵入第三級(jí)的裝有0.4-0.7臟剛玉球砂磨機(jī)，與前兩級(jí)類似在三臺(tái)砂磨機(jī)中循環(huán)研磨，轉(zhuǎn)速為20011)1循環(huán)研磨2-3小時(shí)后，使?jié){料粒徑小于0.5微米。然后泵入噴霧干燥塔干燥獲得亞微米氧化鋁/氧化鋯復(fù)合粉體。
[0016]實(shí)施例4:
首先將市售工業(yè)氧化鋁，碳化硅，10-15111111的剛玉球與水(重量百分比為0.95:0.05:2:
1)裝入剛玉內(nèi)襯5噸球磨罐中，轉(zhuǎn)速2011)111，球磨10-15小時(shí)，使衆(zhòng)料粒徑小于5微米。然后轉(zhuǎn)移到兩臺(tái)5001砂磨機(jī)串接的第一級(jí)砂磨漿料池中。漿料泵入裝有2.5-3臟剛玉球砂磨機(jī)，轉(zhuǎn)速30011)111，進(jìn)行砂磨，并以51/111111的速度經(jīng)水冷后進(jìn)入第二臺(tái)砂磨機(jī)衆(zhòng)料池，注滿后，開始泵入第二臺(tái)砂磨機(jī)開始研磨。漿料在兩臺(tái)砂磨機(jī)中循環(huán)研磨2-3個(gè)小時(shí)，使?jié){料粒徑小于3微米。然后泵入三臺(tái)5001砂磨機(jī)串接的第二級(jí)砂磨漿料池中，并添加氨水調(diào)整邱值9-10之間，加入重量百分比0.5%的聚丙烯酸銨作為分散劑。漿料泵入第二級(jí)的裝有
1.2-1.6臟剛玉球砂磨機(jī)，與第一級(jí)類似在三臺(tái)砂磨機(jī)中循環(huán)研磨，轉(zhuǎn)速為250??！11。循環(huán)研磨2-3小時(shí)后，使?jié){料粒徑小于1微米。然后泵入三臺(tái)500[砂磨機(jī)串接的第三級(jí)砂磨漿料池中。漿料泵入第三級(jí)的裝有0.4-0.7臟剛玉球砂磨機(jī)，與前兩級(jí)類似在三臺(tái)砂磨機(jī)中循環(huán)研磨，轉(zhuǎn)速為20011)1循環(huán)研磨2-3小時(shí)后，使?jié){料粒徑小于0.5微米。然后泵入噴霧干燥塔干燥獲得亞微米氧化鋁/碳化硅復(fù)合粉體。
[0017]上述實(shí)施例中串級(jí)砂磨超細(xì)過(guò)程中水冷降溫至5?151。
【權(quán)利要求】
1.一種亞微米氧化鋁超細(xì)粉體串級(jí)研磨制備方法，其特征在于包括以下步驟: 球磨粗磨:以Φ 10-15mm的剛玉球?yàn)槟デ颍瑢 -Al2O3研磨到粒徑小于5微米； 串級(jí)砂磨超細(xì):第一級(jí)以Φ2.5-3mm剛玉球砂磨，將Φ_Α1203研磨到粒徑小于3微米；第二級(jí)以Φ1.2-1.6mm剛玉球砂磨，將a-Al2O3研磨到粒徑小于I微米；第三級(jí)以Φ0.4-0.7mm剛玉球砂磨,將a -Al2O3研磨到粒徑小于0.5微米； 研磨完成后噴霧干燥得到超細(xì)亞微米級(jí)a -Al2O3粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種亞微米氧化鋁超細(xì)粉體串級(jí)研磨制備方法，其特征在于串級(jí)砂磨超細(xì)過(guò)程中，每一級(jí)至少包括2臺(tái)同樣尺寸剛玉球的相同的砂磨機(jī)，每臺(tái)砂磨機(jī)所出漿料進(jìn)入漿料池進(jìn)行水冷降溫、攪拌均勻，然后再泵入另一臺(tái)內(nèi)裝同樣尺寸剛玉球的相同的砂磨機(jī)，在砂磨機(jī)間循環(huán)研磨，經(jīng)檢測(cè)粒徑達(dá)標(biāo)后，泵入下一級(jí)的漿料池進(jìn)行研磨。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種亞微米氧化鋁超細(xì)粉體串級(jí)研磨制備方法，其特征在于水冷降溫是降到5°C?15°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種亞微米氧化鋁超細(xì)粉體串級(jí)研磨制備方法，其特征在于在對(duì)a -Al2O3研磨前直接在原料中加入氧化鋯或碳化硅粉體進(jìn)行混料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種亞微米氧化鋁超細(xì)粉體串級(jí)研磨制備方法，其特征在于在第二級(jí)砂磨超細(xì)中添加氨水調(diào)整PH值9-10之間，加入重量百分比0.5%的聚丙烯酸銨作為分散劑。
【文檔編號(hào)】B02C17/10GK104446509SQ201410566806
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】王俊甫, 李強(qiáng), 周雄, 鄧偉, 宋書明, 廖建中 申請(qǐng)人:江蘇金石研磨有限公司