CN108043528B - 用于研磨制备亚微米级颗粒的高效研磨体级配 - Google Patents

用于研磨制备亚微米级颗粒的高效研磨体级配 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于研磨制备亚微米级颗粒的高效研磨体级配，研磨体为上下对称的四棱台，各平面间通过弧面过渡连接，其长度方向两端的棱夹角为55°，宽度方向两端的棱夹角为65°，高效研磨体级配由10mm长的研磨体15～30％、15mm长的研磨体20～30％、20mm长的研磨体25～30％、25mm长的研磨体25～30％和余量30mm长的研磨体组成。

Description

用于研磨制备亚微米级颗粒的高效研磨体级配
技术领域
本发明涉及粉末材料的制备领域，特别涉及亚微米级材料的制备，具体涉及用于研磨制备亚微米级的高效研磨体组合级配。
背景技术
亚微米(100nm～1000nm)级材料具有较大的表面积，具有独特的性质。在陶瓷领域，亚微米陶瓷颗粒具有良好的增强效果。一定体积分数内，随着亚微米颗粒的增加，复合材料的力学性能也随之增加。在金属领域，亚微米级的金属颗粒同样也有着非常重要的作用。
研磨是制备颗粒材料的常用方法，研磨体是研磨制备粉末材料中常用物料，通过研磨体之间的相互作用，使待研磨的物料破碎、细化，达到指定的颗粒大小。常用的研磨体有球型，圆柱形等。一般而言，物料最终的颗粒大小与研磨体的大小和形状直接相关。颗粒越小，一般需要使用的研磨体也越小，通过减小研磨体之间的缝隙，以实现更好的研磨效果。然而研磨体过小的话，不仅难以制备，同时其重量及强度也会显著下降。通过研磨得到的颗粒材料，一般只能达到微米级，粒径一般大于10μm，且需要长时间研磨。一般亚微米级颗粒材料只能通过其他方法制备得到。
目前世界上常用流化床气流磨生产亚微米的材料。如1μm，800nm，600nm，400nm，200nm，但200nm的产量少之又少，并目D50的峰值宽。这些方法普遍成本较高，操作复杂。
发明人在CN1340406A中公开了一种高效研磨体，与常规的球形、圆柱形研磨体相比，该四棱台形的高效研磨体具有更高的研磨效率，可以用于研磨各种物料。然而，如果利用这种高效研磨体研磨得到亚微米级的颗粒材料，同样是一项艰巨的挑战。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，创造性地通过使用不同的高效研磨体组合，得到一种可以研磨亚微米级的高效研磨体级配。
本发明所采取的技术方案是：
一种用于研磨制备亚微米级颗粒的高效研磨体级配，研磨体为上下对称的四棱台，各平面间通过弧面过渡连接，其长度方向两端的棱夹角为55°，宽度方向两端的棱夹角为65°，高效研磨体级配由10mm长的研磨体15～30％、15mm长的研磨体20～30％、20mm长的研磨体25～30％、25mm长的研磨体25～30％和余量30mm长的研磨体组成，所述百分比为体积百分比。
作为上述高效研磨体级配由10mm长的研磨体20～30％、15mm长的研磨体20～30％、20mm长的研磨体25～30％、25mm长的研磨体25～30％和余量30mm长的研磨体组成。
一种研磨制备亚微米级颗粒的方法，包括将待研磨物料置于球磨机中，加入高效研磨体级配进行研磨，研磨时使用的高效研磨体级配如上所述。
作为上述方法的进一步改进，研磨时还添加有研磨助剂。
作为上述方法的进一步改进，先将物料破碎至粒径不大于1mm。
本发明的有益效果是：
本发明的高效研磨体级配，可以高效地研磨得到亚微米级颗粒，研磨得到的颗粒分布较窄，与现有的方法相比具有操作简单，可以使用现有球磨设备，成本低廉的优点。
附图说明
图1是实施例1研磨得到粉体的粒径分布结果；
图2是实施例2研磨得到粉体的粒径分布结果。
具体实施方式
一种用于研磨制备亚微米级颗粒的高效研磨体级配，研磨体为上下对称的四棱台，各平面间通过弧面过渡连接，其长度方向两端的棱夹角为55°，宽度方向两端的棱夹角为65°，高效研磨体级配由10mm长的研磨体15～30％、15mm长的研磨体20～30％、20mm长的研磨体25～30％、25mm长的研磨体25～30％和余量30mm长的研磨体组成，所述百分比为体积百分比。
作为上述高效研磨体级配由10mm长的研磨体20～30％、15mm长的研磨体20～30％、20mm长的研磨体25～30％、25mm长的研磨体25～30％和余量30mm长的研磨体组成。
研磨体的材质根据待研磨物料的特性进行选择。
一种研磨制备亚微米级颗粒的方法，包括将待研磨物料置于球磨机中，加入高效研磨体级配进行研磨，研磨时使用的高效研磨体级配如上所述。
作为上述方法的进一步改进，研磨时还添加有研磨助剂。研磨助剂为研磨时的常规研磨助剂。
作为上述方法的进一步改进，先将物料破碎至粒径不大于1mm，优选不大于500μm、300μm。预破碎可以使用任何公知的方法进行。通过预破碎，可以进一步提高物料的研磨效率。
下面结合实施例，进一步说明本发明的技术方案。
以下实施例中，高效研磨体级配百分比，如无特别说明，均指体积百分比。
实施例1、研磨氧化铝
原始添加的氧化铝粉体细度200目(75微米)，加入本发明的高效研磨体级配，研磨(湿法)12小时后氧化铝粉体平均细度达到327.6纳米。高效研磨体级配如下：10mm长的研磨体20％、15mm长的研磨体25％、20mm长的研磨体30％、25mm长的研磨体15％和余量30mm长的研磨体组成。
图1是研磨后粉体的粒径分布图，从图中可以清楚地看出粉体具有较窄的粒径分布。
实施例2、研磨方解石
原始添加的方解石粉体细度150目(106微米)，加入本发明的高效研磨体级配，研磨(湿法)6小时后方解石粉体平均细度达到267.4纳米。级配如下：10mm长的研磨体20％、15mm长的研磨体25％、20mm长的研磨体30％、25mm长的研磨体15％和余量30mm长的研磨体组成。
图2是研磨后粉体的粒径分布图，从图中可以清楚地看出粉体具有较窄的粒径分布。
实施例3、研磨黄连粉
原始添加的黄连粉细度100目(150微米)，加入本发明的高效研磨体级配，研磨(干法)2小时后黄连粉体细度达到300纳米。级配如下：10mm长的研磨体25％、15mm长的研磨体30％、20mm长的研磨体25％、25mm长的研磨体15％和余量30mm长的研磨体组成。
可以看出，本发明的高效研磨体级配，可以高效地研磨得到亚微米级颗粒，研磨得到的颗粒分布较窄，与现有的方法相比具有操作简单，可以使用现有球磨设备，成本低廉的优点。

Claims (7)

1.一种用于研磨制备颗粒分布较窄的亚微米级颗粒的高效研磨体级配，研磨体为上下对称的四棱台，各平面间通过弧面过渡连接，其长度方向两端的棱夹角为55°，宽度方向两端的棱夹角为65°，其特征在于：高效研磨体级配由10mm长的研磨体15～30%、15mm长的研磨体20～30%、20mm长的研磨体25～30%、25mm长的研磨体25～30%和余量30mm长的研磨体组成，百分比为体积百分比。
2.根据权利要求1所述的高效研磨体级配，其特征在于：高效研磨体级配由10mm长的研磨体20～30%、15mm长的研磨体20～30%、20mm长的研磨体25～30%、25mm长的研磨体25～30%和余量30mm长的研磨体组成。
3.一种研磨制备颗粒分布较窄的亚微米级颗粒的方法，包括将待研磨物料置于球磨机中，加入高效研磨体级配进行研磨，其特征在于：研磨时使用的高效研磨体级配如权利要求1或2任一项所述。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：研磨时还添加有研磨助剂。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：先将物料破碎至粒径不大于1mm。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：先将物料破碎至粒径不大于500μm。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：先将物料破碎至粒径不大于300μm。
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