CN115385671B - 一种轻质陶瓷球及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轻质陶瓷球及其制备方法，属于陶瓷技术领域，解决了现有陶瓷球机械强度高，孔隙丰富但吸水率较高的问题。包括：将第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂混合均匀得到第一混合粉，将第一混合粉进行团球，制备得到内壳球；第一陶瓷原料粉为轻质粉或多孔原料；将第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂混合均匀得到第二混合粉，将第二混合粉撒到内壳球表面，进行团球，得到双层陶瓷球；第二陶瓷原料粉采用低熔点高强度的粉料；将第三陶瓷原料粉撒到双层陶瓷球表面，进行团球，得到陶瓷球；第三陶瓷原料粉的熔点高于第二陶瓷原料粉的熔点；干燥、烧结陶瓷球后除去第三陶瓷原料粉，得到轻质陶瓷球。本发明能够得到高强度近零吸水率轻质陶瓷球。

Description

一种轻质陶瓷球及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷技术领域，尤其涉及一种轻质陶瓷球及其制备方法。
背景技术
陶瓷球是一种硬度大，损耗小，耐腐蚀的新型无机非金属材料，已成为材料科学领域迅速发展的一种材料，具有广阔的应用前景和广大的应用市场。目前国内外报道的陶瓷球可分为实心和多孔陶瓷球(包括空心陶瓷球)。CN112209732A通过网状钢球和内假心囊的配合使用制备出多孔陶瓷球，但其制备工艺复杂，烧结过程需要惰性气体保护。CN212018016U弹性层连接制备出高强度氧化锆陶瓷球，但存在气孔率过低，弹性层易老化等特点。CN112608134A陶瓷球机械强度高，孔隙丰富但孔隙以开孔为主，吸水率较高。
在目前石油化工等领域，需要一种特殊的陶瓷球。首先，它可以应用于连续重整装置作为散热载体，而且它的吸水率要极低或为零，以便高温气体通过陶瓷球之间的缝隙进行均匀的散热，以及防止油水汽被吸入陶瓷球中而影响产品的性能。其次，这种特殊的陶瓷球需要具有轻质结构，可有效避免由于制备实心陶瓷球造成的原料浪费。同时由于轻质陶瓷球较低的质量，可以有效降低其装填质量而保障重整装置的安全强度。如何得到上述特殊陶瓷球仍是目前亟待解决的问题。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种轻质陶瓷球及其制备方法，至少能够解决以下技术问题：现有陶瓷球机械强度高，孔隙丰富但吸水率较高。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一方面，本发明提供了一种轻质陶瓷球的制备方法，制备方法包括：
步骤1、将第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂混合均匀得到第一混合粉，将第一混合粉均匀地撒到包衣机内，然后启动包衣机进行团球，制备得到内壳球；第一陶瓷原料粉为轻质粉或多孔原料；
步骤2、将第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂混合均匀得到第二混合粉，将第二混合粉均匀地撒到内壳球表面，然后启动包衣机进行团球，得到双层陶瓷球；第二陶瓷原料粉采用低熔点高强度的粉料；
步骤3、将第三陶瓷原料粉均匀地撒到双层陶瓷球表面，然后启动包衣机进行团球，得到陶瓷球；第三陶瓷原料粉的熔点高于第二陶瓷原料粉的熔点；
步骤4、干燥、烧结陶瓷球后除去第三陶瓷原料粉，得到轻质陶瓷球。
进一步的，第三陶瓷原料粉的熔点高于步骤4中的烧结温度。
进一步的，第一陶瓷原料粉包括珍珠岩、硅藻土或漂珠中的一种或多种。
进一步的，烧结助剂包括氧化钙、碳酸钙、氧化钡、氧化镁、氧化硅、氢氧化镁或氧化钛中的一种或多种。
进一步的，步骤1中，控制第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂的质量比为100：5～18：7～20。
进一步的，第二陶瓷原料粉采用低熔点高强度的粉料。
进一步的，第二陶瓷原料粉包括钾长石、钠长石、高岭土或玻璃粉中的一种或多种。
进一步的，第三陶瓷原料粉包括快脱粉、干胶粉或α-Al2O3中的一种或多种。
进一步的，步骤2中，第二陶瓷原料粉与第一陶瓷原料粉的质量比为70～85：100。
本发明还提供了一种轻质陶瓷球，采用上述制备方法制备得到。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
(1)本发明的轻质陶瓷球的制备方法通过采用不同的原料，采用多层团粒法制备陶瓷球，并通过干燥、烧结陶瓷球，能够得到高合格率的强度高、吸水率低的高强度近零吸水率轻质陶瓷球。
(2)本发明的制备方法中，由于轻质陶瓷球具有致密高强外壳层和疏松多孔内壳层的双壳结构，并且使用高熔点原料作为保护层，通过采用高熔点原料作为保护层，可以有效避免传统陶瓷球在制备过程中的破损，变形等问题；在烧结过程中保护层可以在外壳玻化过程中作为支撑，防止球体塌落，同时可以降低陶瓷球与陶瓷球，陶瓷球与烧结架之间的粘连，提升产品合格率并且有效改善了传统陶瓷球为防止粘连采用的单层烧结，有效的提升了生产效率；因此相对于传统的陶瓷球，这种陶瓷球兼具致密、强度高、吸水率低、轻质多孔、高合格率等特点，综合性能良好。本发明的高强度近零吸水率轻质陶瓷球在石油化工等领域具有广泛的应用前景。
(3)本发明的制备方法中，通过控制各原料的加料顺序、比例、包衣机的转速等，能够得到尺寸均匀的陶瓷球；在陶瓷球的干燥和烧结过程中，通过控制温度和时间避免陶瓷球的结构坍塌，最终得到尺寸均匀，圆度好、结构完整的轻质陶瓷球。
(4)本发明的制备方法工艺过程简单，可操作性强，适用性强。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1是本发明实施例1的烧结后的陶瓷球光学图；
图2为本发明实施例1的烧结后的陶瓷球去除保护层的光学图；
图3为本发明实施例1的轻质陶瓷球破坏外壳层的光学图；
图4为本发明实施例1的轻质陶瓷球内壳层的低倍SEM图；
图5为本发明实施例1的轻质陶瓷球内壳层的高倍SEM图；
图6为本发明实施例1的轻质陶瓷球外壳层的SEM图；
图7是本发明的制备过程中的烧结后的陶瓷球的结构示意图。
附图标记：
1-内壳层、2-外壳层、3-保护层。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供了一种轻质陶瓷球的制备方法，包括：
步骤1、将第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂混合均匀得到第一混合粉，将第一混合粉均匀地撒到包衣机内，然后启动包衣机进行团球，制备得到内壳球；第一陶瓷原料粉为轻质粉；
步骤2、将第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂混合均匀得到第二混合粉，将第二混合粉均匀地撒到内壳球表面，然后启动包衣机进行团球，得到双层陶瓷球；第二陶瓷原料粉采用低熔点高强度的粉料；
步骤3、将第三陶瓷原料粉均匀地撒到双层陶瓷球表面，然后启动包衣机进行团球，得到陶瓷球；第三陶瓷原料粉的熔点高于第二陶瓷原料粉的熔点且高于烧结温度；
步骤4、干燥、烧结陶瓷球后除去第三陶瓷原料粉，得到轻质陶瓷球。
具体的，上述步骤1中，考虑到内壳球需要具有高气孔率，低密度，强度适中等特点；第一陶瓷原料粉可以为轻质粉或多孔原料；例如，第一陶瓷原料粉包括珍珠岩、硅藻土或漂珠中的一种或多种。
具体的，上述步骤1和步骤2中，烧结助剂包括氧化钙、碳酸钙、氧化钡、氧化镁、氧化硅、氢氧化镁或氧化钛中的一种或多种。
具体的，上述步骤1和步骤2中，粘结剂可以采用水，或者含有硅溶胶、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇等低粘度的水溶液。
需要说明的是，上述步骤1中，烧结助剂用量过多会增加内壳球的密度，降低内壳球的气孔率，烧结助剂用量过少会降低内壳球的强度；粘结剂用量过多会导致内壳球球形不均匀，过少则使内壳球粘结性能差，合格率低；因此，控制第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂的质量比为100：5～18：7～20。
考虑到原料混合的均匀性以及成型过程中陶瓷球性能的均一性；因此，上述步骤1中，将第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂均分为多等份，分多次加入进行混合。
具体的，上述步骤1中，由于烧结助剂与粘结剂用量过少，保证烧结助剂在原料中的均匀性、保证制品的成型；因此，每等份按照第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂的顺序依次加入容器中并混合均匀。
具体的，上述步骤1中，包衣机的转速过大或团球时间过长将造成部分内壳球破裂，降低成品率，包衣机转速过小或团球时间过短则会造成内壳球体球形较差，致密性降低。因此，控制包衣机的转速为10～50r/min。团球时间为10～30min。
具体的，上述步骤1中，内壳球是疏松多孔的；例如，内壳球的气孔率为13％～23％。
具体的，上述步骤2中，为了保证制品具有较高的强度与较低的吸水率；第二陶瓷原料粉采用低熔点高强度的粉料。例如第二陶瓷原料粉包括钾长石、钠长石、高岭土或玻璃粉中的一种或多种。
具体的，上述步骤2中，为了保证陶瓷球的整体密度与强度适中，第二陶瓷原料粉与第一陶瓷原料粉的质量比为70～85：100。
具体的，上述步骤2中，第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂的质量比为100：5～20：10～15。
具体的，上述步骤2中，将第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂均分为多等份，分多次加入进行混合。
具体的，上述步骤2中，由于烧结助剂与粘结剂用量过少，为了保证烧结助剂在原料中的均匀性、保证制品的成型。因此，每等份按照第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂的顺序依次加入容器中并混合均匀。
具体的，上述步骤2中，包衣机的转速过大或团球时间过长将造成部分内壳球破裂，降低成品率；包衣机转速过小或团球时间过短则会造成内壳球体球形较差，致密性降低；因此，控制包衣机的转速为10～50r/min，控制团球时间为15～25min。
具体的，上述步骤3中，为了保证制品存在较高的合格率，避免陶瓷球之间、陶瓷球与烧结架之间粘连；因此，第三陶瓷原料粉的熔点高于第二陶瓷原料粉的熔点且高于烧结温度。例如第三陶瓷原料粉包括快脱粉、干胶粉或α-Al2O3中的一种或多种。
具体的，上述步骤3中，为了保证制品脱壳的便捷性，降低制品加工，第三陶瓷原料粉与第一陶瓷原料粉的质量比为70～85：100。
具体的，上述步骤3中，包衣机的转速过大或团球时间过长将造成部分内壳球破裂，降低成品率；包衣机转速过小或团球时间过短则会造成内壳球体球形较差，致密性降低。因此，控制包衣机的转速为10～50r/min控制团球时间为10～15min。
需要说明的是，陶瓷原料粉的粒度过大将使烧结温度变高，因此，控制第一陶瓷原料粉、第二陶瓷原料粉和第三陶瓷原料粉的粒度为0.11mm以下，例如0.04～0.11mm。
具体的，上述步骤4中，考虑到干燥温度过高，干燥速率过快，会导致陶瓷球部分破裂，干燥温度过低，会造成干燥不彻底，不利于产品的烧结；干燥时间过长造成不必要的能源浪费，过短干燥不彻底，不利于烧结。因此，控制干燥温度30～120℃，干燥时间12～36h。
具体的，上述步骤4中，考虑到烧结温度过高，第三陶瓷原料粉不利于脱去、造成陶瓷球气孔率过低、增加陶瓷球的密度，降低陶瓷球成品率；烧结温度过低会造成陶瓷球强度过低；烧结时间过长造成不必要的能源浪费；烧结时间过短烧结不完全，影响陶瓷球的性能。因此，控制烧结温度为1100～1500℃，时间1～3h。
具体的，上述步骤4中，烧结后的陶瓷球的结构示意图如图7所示，由内到外，包括内壳层1、外壳层2和保护层3。
具体的，上述步骤4中，通过去除保护层3，得到轻质陶瓷球。
具体的，上述步骤4中，为了防止保护层3未去除干净可能会导致陶瓷球吸水率偏高，需要将保护层3去除的干净。烧结后的保护层3极易去除，一部分保护层3在出炉过程中受振动等因素的影响便可自然脱落。去除保护层3可以采用放入包衣机中，控制转速10～30r/min，3～5min即可去除。
本发明还提供了一种轻质陶瓷球，采用上述制备方法制备得到，轻质陶瓷球由内到外，包括内壳层1和外壳层2。
本发明的轻质陶瓷球强度高，吸水率低，可以称之为高强度近零吸水率轻质陶瓷球。例如，轻质陶瓷球的吸水率为0～0.1％，抗压强度为13～22MPa，体积密度为1.6～2.4g/cm3。
与现有技术相比，本发明的轻质陶瓷球的制备方法通过采用不同的原料，采用多层团粒法制备陶瓷球，并通过干燥、烧结陶瓷球，能够得到高合格率的强度高，吸水率低的高强度近零吸水率轻质陶瓷球。
本发明的制备方法中，由于具有致密高强外壳层和疏松多孔内壳层的双壳结构，并且制备过程中使用高熔点原料作为保护层，通过采用高熔点原料作为保护层，可以有效避免传统陶瓷球在制备过程中的破损，变形等问题；在烧结过程中保护层可以在外壳玻化过程中作为支撑，防止球体塌落，同时可以降低陶瓷球与陶瓷球，陶瓷球与烧结架之间的粘连，提升产品合格率并且有效改善了传统陶瓷球为防止粘连采用的单层烧结，有效的提升了生产效率。
因此相对于传统的陶瓷球，这种陶瓷球兼具致密、强度高、吸水率低、轻质多孔、高合格率等特点。本发明的高强度近零吸水率轻质陶瓷球在石油化工等领域具有广泛的应用前景。
本发明的制备方法中，通过控制各原料的加料顺序、比例、包衣机的转速等，能够得到尺寸均匀的陶瓷球；在陶瓷球的干燥和烧结过程中，通过控制温度和时间避免陶瓷球的结构坍塌，最终得到尺寸均匀，圆度好、结构完整的轻质陶瓷球。
本发明的制备方法工艺过程简单，可操作性强，适用性强。
实施例1
本实施例提供了一种轻质陶瓷球及其制备方法。
首先将珍珠岩、钾长石、钠长石等陶瓷原料经过分别球磨2h后过150目筛，得到一定细度的原料粉。
制备方法包括：
步骤1、将第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂混合均匀得到第一混合粉，将第一混合粉均匀地撒到包衣机内，然后启动包衣机进行团球，制备得到内壳球；第一陶瓷原料粉包括珍珠岩和硅藻土，珍珠岩和硅藻土的质量比为1:1；烧结助剂包括氧化镁和氧化钙，氧化镁与氧化钙的质量比为1:1；粘结剂为去离子水；第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂的质量比为100：8：9；将第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂均分为3等份，分3次加入进行混合；包衣机的转速为30r/min，团球的时间为16min。内壳球的气孔率为14％～19％。
步骤2、将第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂混合均匀得到第二混合粉，将第二混合粉均匀地撒到内壳球表面，然后启动包衣机进行团球，得到双层陶瓷球；第二陶瓷原料粉采用钾长石和钠长石，钾长石与钠长石的质量比为4:6；烧结助剂为氧化钙；粘结剂为去离子水；第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂的质量比为100：5：13；第二陶瓷原料粉与第一陶瓷原料粉的质量比为75：100；
步骤2中，将第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂均分为3等份，分3次加入进行混合；包衣机的转速为30r/min，团球的时间为18min；
步骤3、将第三陶瓷原料粉均匀地撒到双层陶瓷球表面，然后启动包衣机进行团球，得到陶瓷球；第三陶瓷原料粉采用快脱粉；第三陶瓷原料粉与第一陶瓷原料粉的质量比为70：100；包衣机的转速为33r/min，团球的时间为16min；
步骤4、干燥、烧结陶瓷球后除去第三陶瓷原料粉，得到轻质陶瓷球。干燥温度100℃，干燥时间12h，烧结温度为1200℃，时间2h。
图1所示为本实施例烧结后的陶瓷球光学图，图2为烧结后的陶瓷球去除保护层的光学图；图3为轻质陶瓷球破坏外壳层的光学图；
图4为轻质陶瓷球内壳层的低倍SEM图；图5为轻质陶瓷球内壳层的高倍SEM图；图6为轻质陶瓷球外壳层的SEM图。
本实施例得到的轻质陶瓷球内壳层气孔率14％～19％，陶瓷球吸水率为0～0.08％，抗压强度为13～18MPa，体积密度为2.1～2.4g/cm3；球体外径5.8～6.1mm，合格率98％以上。可见，本实施例的轻质陶瓷球内壳层疏松多孔、外壳层致密、强度高、吸水率低、轻质多孔。
实施例2
本实施例提供了一种轻质陶瓷球及其制备方法。
首先将珍珠岩、钾长石、钠长石等陶瓷原料经过分别球磨2h后过150目筛，得到一定细度的原料粉。
制备方法包括：
步骤1、将第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂混合均匀得到第一混合粉，将第一混合粉均匀地撒到包衣机内，然后启动包衣机进行团球，制备得到内壳球；第一陶瓷原料粉包括珍珠岩和硅藻土，珍珠岩和硅藻土的质量比为1:1；烧结助剂包括氢氧化镁和氧化钙，氢氧化镁与氧化钙的质量比为1:1；粘结剂为去离子水；第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂的质量比为100：10：17；将第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂均分为3等份，分3次加入进行混合；包衣机的转速为40r/min，团球的时间为21min，内壳球的气孔率为17％～23％。
步骤2、将第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂混合均匀得到第二混合粉，将第二混合粉均匀地撒到内壳球表面，然后启动包衣机进行团球，得到双层陶瓷球；第二陶瓷原料粉采用钾长石和钠长石，钾长石与钠长石的质量比为1:1；烧结助剂为氧化钛；粘结剂为去离子水；第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂的质量比为100：8：13；第二陶瓷原料粉与第一陶瓷原料粉的质量比为75：100；
步骤2中，将第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂均分为3等份，分3次加入进行混合；包衣机的转速为30r/min，团球的时间为23min；
步骤3、将第三陶瓷原料粉均匀地撒到双层陶瓷球表面，然后启动包衣机进行团球，得到陶瓷球；第三陶瓷原料粉采用快脱粉；第三陶瓷原料粉与第一陶瓷原料粉的质量比为72：100；包衣机的转速为33r/min，团球的时间为17min；
步骤4、干燥、烧结陶瓷球后除去第三陶瓷原料粉，得到轻质陶瓷球。干燥温度50℃，干燥时间12h，烧结温度为1150℃，时间2h。
本实施例得到的轻质陶瓷球内壳层气孔率17％～23％，陶瓷球吸水率为0～0.05％，抗压强度为15～22MPa，体积密度为1.6～2.3g/cm3；球体外径6.0～6.3mm，合格率98％以上。可见，本实施例的轻质陶瓷球内壳层疏松多孔、外壳层致密、强度高、吸水率低、轻质多孔。
实施例3
本实施例提供了一种轻质陶瓷球及其制备方法。
首先将珍珠岩、钾长石、钠长石等陶瓷原料经过分别球磨2h后过150目筛，得到一定细度的原料粉。
制备方法包括：
步骤1、将第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂混合均匀得到第一混合粉，将第一混合粉均匀地撒到包衣机内，然后启动包衣机进行团球，制备得到内壳球；第一陶瓷原料粉包括珍珠岩和漂珠，珍珠岩和漂珠的质量比为1:1；烧结助剂包括氧化镁和碳酸钙，氧化镁与碳酸钙的质量比为1:1；粘结剂为硅溶胶水溶液；第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂的质量比为100：15：17；将第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂均分为3等份，分3次加入进行混合；包衣机的转速为40r/min，团球的时间为20min，内壳球的气孔率为13％～17％。
步骤2、将第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂混合均匀得到第二混合粉，将第二混合粉均匀地撒到内壳球表面，然后启动包衣机进行团球，得到双层陶瓷球；第二陶瓷原料粉采用玻璃粉和钠长石，玻璃粉与钠长石的质量比为6:4；烧结助剂为氧化钙；粘结剂为去离子水；第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂的质量比为100：9：14；第二陶瓷原料粉与第一陶瓷原料粉的质量比为75：100；
步骤2中，将第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂均分为3等份，分3次加入进行混合；包衣机的转速为30r/min，团球的时间为24min；
步骤3、将第三陶瓷原料粉均匀地撒到双层陶瓷球表面，然后启动包衣机进行团球，得到陶瓷球；第三陶瓷原料粉采用快脱粉；第三陶瓷原料粉与第一陶瓷原料粉的质量比为78：100；包衣机的转速为33r/min，团球的时间为18min；
步骤4、干燥、烧结陶瓷球后除去第三陶瓷原料粉，得到轻质陶瓷球。干燥温度80℃，干燥时间18h，烧结温度为1100℃，时间2h。
本实施例得到的轻质陶瓷球内壳层气孔率13～17％，陶瓷球吸水率为0～0.1％，抗压强度为17～21MPa，体积密度为1.9～2.1g/cm3；球体外径5.9～6.1mm，合格率98％以上。可见，本实施例的轻质陶瓷球内壳层疏松多孔、外壳层致密、强度高、吸水率低、轻质多孔。
对比例1
本对比例提供了一种陶瓷球及其制备方法。
首先将珍珠岩等陶瓷原料经过分别球磨2h后过150目筛，得到一定细度的原料粉。
制备方法包括：
步骤1、将第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂混合均匀得到第一混合粉，将第一混合粉均匀地撒到包衣机内，然后启动包衣机进行团球，制备得到内壳球；第一陶瓷原料粉包括珍珠岩和硅藻土，珍珠岩和硅藻土的质量比为1:1；烧结助剂包括氧化镁和氧化钙，氧化镁与氧化钙的质量比为1:1；粘结剂为去离子水；第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂的质量比为100：8：9；将第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂均分为3等份，分3次加入进行混合；包衣机的转速为30r/min，团球的时间为16min。
步骤2、将第三陶瓷原料粉均匀地撒到内壳球表面，然后启动包衣机进行团球，得到陶瓷球；第三陶瓷原料粉采用快脱粉；第三陶瓷原料粉与第一陶瓷原料粉的质量比为70：100；包衣机的转速为33r/min，团球的时间为16min；
步骤3、干燥、烧结陶瓷球后除去第三陶瓷原料粉。干燥温度100℃，干燥时间12h，烧结温度为1200℃，时间2h。
对比例1制备的陶瓷球的结构只包括内壳球，陶瓷球的气孔率为15～20％，陶瓷球吸水率为9.0～10.0％,抗压强度为9～11MPa，体积密度为1.8～2.2g/cm3；球体外径6.0～6.3mm，合格率98％以上。本对比例的陶瓷球吸水率较高，抗压强度较低。
对比例2：
本对比例提供了一种陶瓷球及其制备方法。
首先将钾长石、钠长石等陶瓷原料经过分别球磨2h后过150目筛，得到一定细度的原料粉。
制备方法包括：
步骤1中，将第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂均分为3等份，分3次加入进行混合，将混合粉均匀地撒到包衣机内，然后启动包衣机进行团球，制备得到陶瓷球坯料；包衣机的转速为30r/min，团球的时间为23min。
步骤2、将第三陶瓷原料粉均匀地撒到陶瓷球坯料表面，然后启动包衣机进行团球，得到陶瓷球；第三陶瓷原料粉采用快脱粉；第三陶瓷原料粉与第二陶瓷原料粉的质量比为72：100；包衣机的转速为33r/min，团球的时间为17min；
步骤3、干燥、烧结陶瓷球后除去第三陶瓷原料粉，得到陶瓷球。干燥温度50℃，干燥时间12h，烧结温度为1150℃，时间2h。
对比例2制备的陶瓷球的气孔率为0～0.05％,陶瓷球吸水率为0～0.05％，抗压强度为17～25MPa，体积密度为2.5～2.82g/cm3；球体外径6.0～6.2mm，合格率97％以上。
实施例1-3以及对比例1-2的相关参数对比表如下表1所示，由表1可以看出，对于采用相同制备方法、相同陶瓷原料粉，制备得到不同结构的球体外径尺寸范围相近的陶瓷球，本发明的实施例的近零吸水率轻质陶瓷球的孔隙率较大，强度较高，吸水率低。
对于石油化工等领域而言，气孔率越高可以减少体积密度，降低产品质量，吸水率越低可以降低化工产品的损耗，强度越大可以保证陶瓷球较低的破损率。同时本申请制备的陶瓷球，气孔以闭口孔为主，从而有效避免了由于通孔陶瓷球易孔隙堵塞等不良影响，因此本申请的近零吸水率轻质陶瓷球具有更好的应用前景。
表1实施例1-3以及对比例1-2的相关性能对比表
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种轻质陶瓷球的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
步骤1、将第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂混合均匀得到第一混合粉，将第一混合粉均匀地撒到包衣机内，然后启动包衣机进行团球，制备得到内壳球；第一陶瓷原料粉为珍珠岩和硅藻土，或者第一陶瓷原料粉为珍珠岩和漂珠；
步骤2、将第二陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂混合均匀得到第二混合粉，将第二混合粉均匀地撒到内壳球表面，然后启动包衣机进行团球，得到双层陶瓷球；第二陶瓷原料粉采用低熔点高强度的粉料；所述第二陶瓷原料粉包括钾长石、钠长石或玻璃粉中的一种或多种；
步骤3、将第三陶瓷原料粉均匀地撒到双层陶瓷球表面，然后启动包衣机进行团球，得到陶瓷球；第三陶瓷原料粉的熔点高于第二陶瓷原料粉的熔点；
步骤4、干燥、烧结陶瓷球后除去第三陶瓷原料粉，得到轻质陶瓷球；
所述第三陶瓷原料粉的熔点高于所述步骤4中的烧结温度；
所述第三陶瓷原料粉为快脱粉；
所述步骤4中，烧结温度为1100~1500 ℃，时间1~3h；
所述轻质陶瓷球具有致密高强外壳层和疏松多孔内壳层的双壳结构。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结助剂包括氧化钙、碳酸钙、氧化钡、氧化镁、氧化硅、氢氧化镁或氧化钛中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，控制第一陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂的质量比为100：5~18：7~20。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，第二陶瓷原料粉与第一陶瓷原料粉的质量比为70~85：100。
5.一种轻质陶瓷球，其特征在于，采用上述权利要求1-4任一项所述的制备方法制备得到。
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