超細(xì)研磨是制備高性能、高純度、低污染的超細(xì)陶瓷粉體的首選設(shè)備。正確選用研磨介質(zhì)是提高攪拌磨超細(xì)粉碎效率、降低綜合成本、質(zhì)量合格、成本合理的超細(xì)粉體的關(guān)鍵。

攪拌磨粉碎是依靠磨腔中機(jī)械攪拌棒、齒或片帶動研磨介質(zhì)球運(yùn)動，利用研磨介質(zhì)球之間的擠壓力和剪切力使物料粉碎。

由于攪拌磨主要是通過磨腔中央的攪拌器將能量傳給研磨介質(zhì)球來使物料粉碎，其粉碎效果的好壞，取決于研磨介質(zhì)球能量的轉(zhuǎn)化利用率及能量在磨腔內(nèi)的消耗情況。因此制備高密度、高硬度、低磨耗值的研磨介質(zhì)球成了關(guān)鍵。

研磨介質(zhì)球的制備

研磨介質(zhì)球的制備工藝，主要包括造粒粉的制備、球核的制備、球坯的滾制成型、球坯的壓制與燒結(jié)等。

粉體制備

目前，粉體的制備方法有很多種，一般可分為三種：固相法、液相法和氣相法。

（1）固相法

固相法就是以固態(tài)物質(zhì)為出發(fā)原料來制備粉末的方法。它包括碳熱還原法和自蔓延高溫合成法（SHS）等。

（2）液相法

液相法包括沉淀法和溶劑蒸發(fā)法。從溶液制備粉末的方法其特點(diǎn)是：易于控制組成，能合成復(fù)合氧化物粉末，添加微量成分很方便，可獲得良好的混合均勻性等。

（3）氣相法

由氣相生成微粉的方法有如下兩種：一是系統(tǒng)中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的蒸發(fā)-凝聚法

（PVD），另一種是氣相化學(xué)反應(yīng)法（CVD）

球核制備

球核的選取對陶瓷球的滾制成型有很重要的影響，球核的球形度影響著長大后陶瓷球的球形度，因此陶瓷球球核要有比較好的球形度。球核的密實(shí)度對陶瓷球的成型密度有重要影響，球核密度越高成型后的球坯密度也越高。

主要有三種比較實(shí)用的方法可以制備選取球核：

第一種是通過噴霧造粒直接制取球核，噴霧造粒的球核特點(diǎn)是密度小球形度好可以批量生產(chǎn)；

第二種是用造粒粉先干壓成型，然后再把干壓成型的素坯搗碎研磨使碎坯成球然后過篩，此球核特點(diǎn)是球核密度高不易實(shí)現(xiàn)自動化；

第三種是選取前一次滾制成球時篩分出來的小球作為下一批滾制時的球核，此方法簡單實(shí)用成型球坯致密度較高。

球坯成型

（1）球坯的制備

對于大尺寸磨球，多采用冷等靜壓成型工藝，即先將粉體料漿噴霧造粒，然后裝入特殊設(shè)計的硬橡膠模袋中進(jìn)行冷等靜處理獲得球坯。該工藝所得坯體致密度高，燒結(jié)成瓷材質(zhì)好，密度高。但由于模具限制，其球坯圓度不好，表面形成的棱邊需進(jìn)一步打磨處理，同時，該工藝設(shè)備投資費(fèi)用大，生產(chǎn)成本高。

國內(nèi)生產(chǎn)研磨介質(zhì)小球也有采用滾制成型工藝，粉體直接滾制法使用簡單廉價的旋轉(zhuǎn)滾球機(jī)，先加入預(yù)制的球坯晶種，然后邊旋轉(zhuǎn)噴水霧邊添加陶瓷粉體，粉體不斷粘附于晶種表面逐漸長大，最終得到所需尺寸的球坯。

目前，滾制成型法制備陶瓷小球技術(shù)已獲得了比較廣泛的應(yīng)用。

（2）陶瓷球的制備

干燥：滾制成型過程中需要噴灑水霧等溶液，因此滾制成型好的球坯含有過多的水分必須烘干處理。

蠟封：如果是采用等靜壓成型，滾制成型好的球坯經(jīng)過干燥后，還需對球坯進(jìn)行蠟封處理，因為等靜壓成型必須要保證成型器件是個單獨(dú)的個體，所以需要把每個球坯要隔離開來。

燒結(jié)：燒結(jié)方法按燒結(jié)助劑來分可以分為固相燒結(jié)和液相燒結(jié)，按燒結(jié)方法可以分為無壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、反應(yīng)燒結(jié)等。

研磨介質(zhì)對超細(xì)粉碎的影響

1.研磨介質(zhì)的硬度、密度的影響

研磨介質(zhì)的密度、硬度對研磨效率起重要作用：介質(zhì)密度愈大，研磨效率愈高；硬度越高，磨耗越小，產(chǎn)品的純度越易得到保證；但是在漿料比重和粘度一定的條件下，研磨介質(zhì)的密度和硬度也并非越高越好，追求過高的密度和硬度，不僅會帶來高成本，而且將產(chǎn)生不良作用。

過高密度的研磨介質(zhì)將造成研磨介質(zhì)在桶內(nèi)分布不均，且密度差異越大，分布越不合理，研磨介質(zhì)相互間擠壓的幾率增大。輕則研磨介質(zhì)磨耗增大，粉碎研磨效率降低；重則研磨介質(zhì)被擠碎（碎裂），被磨剝掉皮，大量的研磨介質(zhì)碎屑進(jìn)入產(chǎn)品，造成產(chǎn)品最大粒徑失控。

硬度大必然韌性差，耐沖擊性能也差。在研磨介質(zhì)高速沖擊（碰撞）被磨物料的同時，也容易造成自身的破碎，增加自身和與其它研磨介質(zhì)被擊碎的可能性。

2.研磨介質(zhì)大小的影響

研磨介質(zhì)的比表面積對粉碎效率影響很大，研磨介質(zhì)愈小，比表面積愈大，研磨介質(zhì)與物料的接觸面積愈大，粉碎效率愈高。

攪拌磨中粉碎速度主要與以下因素有關(guān)：介質(zhì)球接觸面積、介質(zhì)球的碰撞頻率、兩球接觸點(diǎn)處所擠入粉體的體積、對兩球與被擠入物料之間所施加外力的形式及大小、被粉碎物料的機(jī)械強(qiáng)度等。

介質(zhì)粒徑的大小須視物料粒度和要求產(chǎn)品粒度而定。產(chǎn)品粒度越細(xì)，介質(zhì)的粒徑越小；通常介質(zhì)粒徑必須大于50-100倍的給料平均粒徑。

參考來源

錢效林.研磨介質(zhì)和助磨劑對超細(xì)粉碎的影響

劉惟等.氧化鋯陶瓷磨球的滾制成型法制備技術(shù)與性能研究

劉銀波.碳化硅陶瓷的固相燒結(jié)與研磨介質(zhì)球的制備