CN108911745A - 抗冲击耐磨氧化锆微珠及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，抗冲击耐磨氧化锆微珠包括以下组成部分：氧化锆93.5~95.3%，氧化钇4.3~5.5%，纳米氧化铝0.04~0.1%，二氧化钛0.01~0.05%，氧化镁0.01~0.04%；抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，包括以下步骤：磨料、干燥、成球、筛球、谅球、烧成、选球、测试、包装。本发明制造出的氧化锆微珠其球体圆整体度好，表面光滑，有珍珠般光泽；又具有极好的韧性，耐冲击，在高速运转中不碎裂。

Description

抗冲击耐磨氧化锆微珠及其制备方法
技术领域
本发明属于新材料技术相关领域，具体涉及一种抗冲击耐磨氧化锆微珠及其制备方法。
背景技术
过渡金属氧化物，指包含有过渡金属和氧的系列材料。同一种过渡金属氧化物可同时具备多种物理性质，比如包括铁电性、铁磁性、超导体、热电效应、半导体、光电效应、压电效应等等。
氧化锆的化学性质不活泼，且具有高熔点、高沸点、硬度大、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的特点。其在常温下为绝缘体，在高温下则具有导电性等优良性质。自上世纪二十年代开始，被用作熔化玻璃、冶炼钢铁等的耐火材料。随着对氧化锆研究、了解的深入，目前对其的应用已逐步转变为结构材料和功能材料。
氧化锆珠（简称“TZP”锆珠）先用微米级及亚纳米级原料，用先进的工艺制成，各项技术指标及性能达到国际先进水平。主要应用于要求“零污染”及高粘度、高硬度物料的超细研磨及分散，如：电子陶瓷、电池材料、磁性材料、氧化锆、氧化硅、硅酸锆、钛白粉、医药食品、颜料、染料、油墨、特种化工行业。
当前对分体材料的细度要求越来越高，很多产品细度要求达到亚纳米和纳米级。新能源锂电池的极板材料甚至要求<100nm。这对研磨介质提出了很大的挑战。当前市场上，氧化锆微珠的性价比最高，对材料的影响最小，是现今最优异的磨介。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术中的不足，提供一种抗冲击耐磨氧化锆微珠及其制备方法。
为了实现本发明采用以下技术方案：抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，抗冲击耐磨氧化锆微珠包括以下组成部分：
氧化锆93. 5~95.3%，
氧化钇4.3~5.5%，
纳米氧化铝0.04~0.1%，
二氧化钛0.01~0.05%，
氧化镁0.01~0.04%；
抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，包括以下步骤：磨料、干燥、成球、筛球、谅球、烧成、选球、测试、包装。
进一步，所述磨料的具体操作方法为：将200kg氧化锆、1000g氧化钇、140g纳米氧化铝、40g二氧化钛、20g氧化镁混合投入卧式磨机，加清水200kg研磨25h左右，开盖检测浆料粒径达到1.2微米左右可出料至料仓，否则继续研磨直至粒径符合条件；浆料在料仓冷却48h后，将浆料加入纳米砂磨机研磨至400纳米，再出料至料仓冷却48h；
进一步，所述干燥的具体操作方法为：将冷却好的浆料投入干燥塔进行干燥，干燥的颗粒加入粉体均化器，均化好的粉体加入粉料仓内冷却24h；
进一步，所述成球的具体操作方法为：（1）做引子：将粉料加入成球机内，调节锅45度角度，15转/分，均匀加胶水至粉料开始粘锅，用软刷刷锅壁，刷下的颗粒即为引子，引子取0.35mm以下为宜；
（2）成球：将做好的引子每次15kg倒入成球机内，调节锅45度，25转/分，设置好加胶水，加粉周期，一个周期为加胶水8s、等待2s、加粉料10s，等待360s，依次循环，先将引子不断缓慢加胶水至其整体湿润不粘锅；然后开启周期，周期中可手动补水补粉，保持锅内球湿润度。大约做4、5小时左右，测量锅内球大小，若球径达到预设尺寸，则停止周期，若球径未到，则继续周期直至其达到预设球径；停止周期后，调节锅转速至40转/分，略微补充些粉料使球偏干，开始抛球，抛球半小时，观察球表面光滑圆润，成球完成取出。
进一步，所述筛球的具体操作方法为：先将筛球机按所需规格排好筛子，再把做好的球倒入筛球机开始筛球，筛好的球放于桶内密封24h。
进一步，所述谅球的具体操作方法为：先在每个条形框内铺一张滤网，滤网内平铺10KG球将框置于谅球架上，避风避免阳光直晒自然晾干8天，晾好的球封存于桶内。
进一步，所述烧成的具体操作方法为：将晾好的球按每个钵子装5kg，排好装入钟罩式窑炉内，窑炉设置温度1485度烧制时间24h，开启窑炉待烧好的球完全冷却后，装入桶内。
进一步，所述选球的具体操作方法为：按一种规格一台选球机，调节好选球机角度和速度，使其选球效果达到最佳，将烧好的球加入选球机开始选球，选好的球装入桶内。
进一步，所述测试的具体操作方法为：选好的球抽取150kg加入测试机内，加入清水至没过球，开启测试机，继续加清水至水溢出，保持加水维持溢出状态，测试三个小时，观察水状态，是否有碎球，合格的球取出，烘干。
进一步，所述胶水的配制方法为：聚乙烯醇100g、油酸50g、酸甲基纤维素60g、酒精20g，加清水至10kg混合搅拌均均，静置24h。
有益效果：（1）本发明制造出的氧化锆微珠其球体圆整体度好，表面光滑，有珍珠般光泽；又具有极好的韧性，耐冲击，在高速运转中不碎裂。
（2）TZP锆珠密度比其它研磨珠高，极高的硬度不易破碎，极低的（ppm级）磨耗，有极高的研磨效率，可以提高物料固含量或加大物料流量。
（3）TZP锆珠的耐磨性是玻璃珠的30-50倍；
（4）适用范围广，可用于涂料、油墨、非金属矿、电子、釉料、造纸、电池等。
具体实施方式
实施例1：抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，抗冲击耐磨氧化锆微珠包括以下组成部分：
氧化锆94.95%，
氧化钇4.95%，
纳米氧化铝0.07%，
二氧化钛0.02%，
氧化镁0.01%；
抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，包括以下步骤：磨料、干燥、成球、筛球、谅球、烧成、选球、测试、包装。
所述磨料的具体操作方法为：将200kg氧化锆、1000g氧化钇、140g纳米氧化铝、40g二氧化钛、20g氧化镁混合投入卧式磨机，加清水200kg研磨25h左右，开盖检测浆料粒径达到1.2微米左右可出料至料仓，否则继续研磨直至粒径符合条件；浆料在料仓冷却48h后，将浆料加入纳米砂磨机研磨至400纳米，再出料至料仓冷却48h；
所述干燥的具体操作方法为：将冷却好的浆料投入干燥塔进行干燥，干燥的颗粒加入粉体均化器，均化好的粉体加入粉料仓内冷却24h；
所述成球的具体操作方法为：（1）做引子：将粉料加入成球机内，调节锅45度角度，15转/分，均匀加胶水至粉料开始粘锅，用软刷刷锅壁，刷下的颗粒即为引子，引子取0.2mm以下为宜；
（2）成球：将做好的引子每次15kg倒入成球机内，调节锅45度，25转/分，设置好加胶水，加粉周期，一个周期为加胶水8s、等待2s、加粉料10s，等待360s，依次循环，先将引子不断缓慢加胶水至其整体湿润不粘锅；然后开启周期，周期中可手动补水补粉，保持锅内球湿润度。大约做4、5小时左右，测量锅内球大小，若球径达到预设尺寸，则停止周期，若球径未到，则继续周期直至其达到预设球径；停止周期后，调节锅转速至40转/分，略微补充些粉料使球偏干，开始抛球，抛球半小时，观察球表面光滑圆润，成球完成取出。
所述筛球的具体操作方法为：先将筛球机按所需规格排好筛子，再把做好的球倒入筛球机开始筛球，筛好的球放于桶内密封24h。
所述谅球的具体操作方法为：先在每个条形框内铺一张滤网，滤网内平铺10KG球将框置于谅球架上，避风避免阳光直晒自然晾干8天，晾好的球封存于桶内。
所述烧成的具体操作方法为：将晾好的球按每个钵子装5kg，排好装入钟罩式窑炉内，窑炉设置温度1485度烧制时间24h，开启窑炉待烧好的球完全冷却后，装入桶内。
所述选球的具体操作方法为：按一种规格一台选球机，调节好选球机角度和速度，使其选球效果达到最佳，将烧好的球加入选球机开始选球，选好的球装入桶内。
所述测试的具体操作方法为：选好的球抽取150kg加入测试机内，加入清水至没过球，开启测试机，继续加清水至水溢出，保持加水维持溢出状态，测试三个小时，观察水状态，是否有碎球，合格的球取出，烘干。
所述胶水的配制方法为：聚乙烯醇100g、油酸50g、酸甲基纤维素60g、酒精20g，加清水至10kg混合搅拌均均，静置24h。
实施例2：抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，抗冲击耐磨氧化锆微珠包括以下组成部分：
氧化锆94.45%，
氧化钇5.36%，
纳米氧化铝0.1%，
二氧化钛0.05%，
氧化镁0.04%；
抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，包括以下步骤：磨料、干燥、成球、筛球、谅球、烧成、选球、测试、包装。
所述磨料的具体操作方法为：将200kg氧化锆、1000g氧化钇、140g纳米氧化铝、40g二氧化钛、20g氧化镁混合投入卧式磨机，加清水200kg研磨25h左右，开盖检测浆料粒径达到1.2微米左右可出料至料仓，否则继续研磨直至粒径符合条件；浆料在料仓冷却48h后，将浆料加入纳米砂磨机研磨至400纳米，再出料至料仓冷却48h；
所述干燥的具体操作方法为：将冷却好的浆料投入干燥塔进行干燥，干燥的颗粒加入粉体均化器，均化好的粉体加入粉料仓内冷却24h；
所述成球的具体操作方法为：（1）做引子：将粉料加入成球机内，调节锅45度角度，15转/分，均匀加胶水至粉料开始粘锅，用软刷刷锅壁，刷下的颗粒即为引子，引子取0.3mm以下为宜；
（2）成球：将做好的引子每次15kg倒入成球机内，调节锅45度，25转/分，设置好加胶水，加粉周期，一个周期为加胶水8s、等待2s、加粉料10s，等待360s，依次循环，先将引子不断缓慢加胶水至其整体湿润不粘锅；然后开启周期，周期中可手动补水补粉，保持锅内球湿润度。大约做4、5小时左右，测量锅内球大小，若球径达到预设尺寸，则停止周期，若球径未到，则继续周期直至其达到预设球径；停止周期后，调节锅转速至40转/分，略微补充些粉料使球偏干，开始抛球，抛球半小时，观察球表面光滑圆润，成球完成取出。
所述筛球的具体操作方法为：先将筛球机按所需规格排好筛子，再把做好的球倒入筛球机开始筛球，筛好的球放于桶内密封24h。
所述谅球的具体操作方法为：先在每个条形框内铺一张滤网，滤网内平铺10KG球将框置于谅球架上，避风避免阳光直晒自然晾干8天，晾好的球封存于桶内。
所述烧成的具体操作方法为：将晾好的球按每个钵子装5kg，排好装入钟罩式窑炉内，窑炉设置温度1485度烧制时间24h，开启窑炉待烧好的球完全冷却后，装入桶内。
所述选球的具体操作方法为：按一种规格一台选球机，调节好选球机角度和速度，使其选球效果达到最佳，将烧好的球加入选球机开始选球，选好的球装入桶内。
所述测试的具体操作方法为：选好的球抽取150kg加入测试机内，加入清水至没过球，开启测试机，继续加清水至水溢出，保持加水维持溢出状态，测试三个小时，观察水状态，是否有碎球，合格的球取出，烘干。
所述胶水的配制方法为：聚乙烯醇100g、油酸50g、酸甲基纤维素60g、酒精20g，加清水至10kg混合搅拌均均，静置24h。

Claims (10)

1.抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，其特征在于，抗冲击耐磨氧化锆微珠包括以下组成部分：
氧化锆93. 5~95.3%，
氧化钇4.3~5.5%，
纳米氧化铝0.04~0.1%，
二氧化钛0.01~0.05%，
氧化镁0.01~0.04%；
制备抗冲击耐磨氧化锆微珠的方法，包括以下步骤：磨料、干燥、成球、筛球、谅球、烧成、选球、测试、包装。
2.根据权利要求1所述的抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，其特征在于，所述磨料的具体操作方法为：将200kg氧化锆、1000g氧化钇、140g纳米氧化铝、40g二氧化钛、20g氧化镁混合投入卧式磨机，加清水200kg研磨25h左右，开盖检测浆料粒径达到1.2微米左右可出料至料仓，否则继续研磨直至粒径符合条件；浆料在料仓冷却48h后，将浆料加入纳米砂磨机研磨至400纳米，再出料至料仓冷却48h。
3.根据权利要求1所述的抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，其特征在于，所述干燥的具体操作方法为：将冷却好的浆料投入干燥塔进行干燥，干燥的颗粒加入粉体均化器，均化好的粉体加入粉料仓内冷却24h。
4.根据权利要求1所述的抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，其特征在于，所述成球的具体操作方法为：（1）做引子：将粉料加入成球机内，调节锅45度角度，15转/分，均匀加胶水至粉料开始粘锅，用软刷刷锅壁，刷下的颗粒即为引子，引子取0.35mm以下为宜；
（2）成球：将做好的引子每次15kg倒入成球机内，调节锅45度，25转/分，设置好加胶水，加粉周期，一个周期为加胶水8s、等待2s、加粉料10s，等待360s，依次循环，先将引子不断缓慢加胶水至其整体湿润不粘锅；然后开启周期，周期中可手动补水补粉，保持锅内球湿润度；大约做4、5小时左右，测量锅内球大小，若球径达到预设尺寸，则停止周期，若球径未到，则继续周期直至其达到预设球径；停止周期后，调节锅转速至40转/分，略微补充些粉料使球偏干，开始抛球，抛球半小时，观察球表面光滑圆润，成球完成取出。
5.根据权利要求1所述的抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，其特征在于，所述筛球的具体操作方法为：先将筛球机按所需规格排好筛子，再把做好的球倒入筛球机开始筛球，筛好的球放于桶内密封24h。
6.根据权利要求1所述的抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，其特征在于，所述谅球的具体操作方法为：先在每个条形框内铺一张滤网，滤网内平铺10KG球将框置于谅球架上，避风避免阳光直晒自然晾干8天，晾好的球封存于桶内。
7.根据权利要求1所述的抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，其特征在于，所述烧成的具体操作方法为：将晾好的球按每个钵子装5kg，排好装入钟罩式窑炉内，窑炉设置温度1485度烧制时间24h，开启窑炉待烧好的球完全冷却后，装入桶内。
8.根据权利要求1所述的抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，其特征在于，所述选球的具体操作方法为：按一种规格一台选球机，调节好选球机角度和速度，使其选球效果达到最佳，将烧好的球加入选球机开始选球，选好的球装入桶内。
9.根据权利要求1所述的抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，其特征在于，所述测试的具体操作方法为：选好的球抽取150kg加入测试机内，加入清水至没过球，开启测试机，继续加清水至水溢出，保持加水维持溢出状态，测试三个小时，观察水状态，是否有碎球，合格的球取出，烘干。
10.根据权利要求4所述的抗冲击耐磨氧化锆微珠的制备方法，其特征在于，所述胶水的配制方法为：聚乙烯醇100g、油酸50g、酸甲基纤维素60g、酒精20g，加清水至10kg混合搅拌均均，静置24h。
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