CN120695938A

CN120695938A - 一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺

Info

Publication number: CN120695938A
Application number: CN202510923133.4A
Authority: CN
Inventors: 于长江; 陈贞彬; 王兆敏; 李羽翾
Original assignee: Shandong Jinyu Nanotechnology Co ltd; Shandong Maifeng New Material Science And Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Jinyu Nanotechnology Co ltd; Shandong Maifeng New Material Science And Technology Co ltd
Priority date: 2025-07-04
Filing date: 2025-07-04
Publication date: 2025-09-26

Abstract

本发明提供一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺，涉及氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成技术领域。该氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺，选取氧化铝为原料，其中三氧化二铝≥95wt95%，需通过1450摄氏度的高温煅烧将γ‑Al₂O₃转化为α相，煅烧过程中添加烧结助剂1‑3wt%，烧结助剂为氧化镁、氧化钙和二氧化硅的等比例混合，烧结之后，将原料放入球磨设备中进行研磨30‑32小时，研磨过程中加入油酸助磨，研磨助剂为直径3‑5毫米的氧化铝球，填充率30%‑50%，研磨后过滤出磨料，之后再进行过滤干燥，获得氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料。通过球磨设备的专用设置，实现了氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成过程中细度好质量高收率高的目的。

Description

一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺

技术领域

本发明涉及氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成技术领域，具体为一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺。

背景技术

氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料是一种具有优异导电性能的电介质材料，可以用来制造电子元器件，广泛用于汽车、电脑、手机等电子产品中。随着市场对高纯度、超细的氧化铝晶体材料的需求越来越大，氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料也迎来了高速发展。

氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的细度是氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺的最重要步骤之一，球磨设备的关键能够直接决定氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的品质。

现有制备氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的时候，在后续球磨的工序中，由于设备通常都会使用到通用球磨设备，通用的球磨设备不能够专用针对氧化铝纳米陶瓷晶体材料进行加工，且球磨的细度不足，球磨完成后需要将原料和磨料单独卸料之后在进行筛分，球磨过程中也会出现扬尘，这些扬尘都是达到细度的氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料，如果不进行收集，则会导致球磨后的产品得率降低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺，解决了现有氧化铝纳米陶瓷晶体材料生产的细度不够和得率低的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺，选取氧化铝为原料，其中三氧化二铝≥95wt95%，需通过1450摄氏度的高温煅烧将γ-Al₂O₃转化为α相，煅烧过程中添加烧结助剂1-3wt%，烧结助剂为氧化镁、氧化钙和二氧化硅的等比例混合，烧结之后，将原料放入球磨设备中进行研磨30-32小时，研磨过程中加入油酸助磨，研磨助剂为直径3-5毫米的氧化铝球，填充率30%-50%，研磨后过滤出磨料，之后再进行过滤干燥，获得氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料；

所述专用球磨设备包括底座，所述底座内设置有除尘回收机构，所述底座的顶部通过安装座连接有球磨筒，所述底座外侧安装有用于球磨筒旋转的驱动机构，所述球磨筒上设置有调节机构，所述底座内设置有收料槽。

优选的，所述除尘回收机构包括除尘管、收集管、蜗壳一和蜗壳二，所述收集管安装在除尘管的一侧，所述除尘管上开设有正对球磨筒外壁的开口，所述除尘管内转动连接有除尘刷，所述蜗壳二安装在除尘管一端，所述蜗壳二内转动设置有叶轮一，所述叶轮一的端部和除尘刷的端部相连接，所述蜗壳一安装在收集管的端部，所述蜗壳一内转动设置有叶轮二，所述收集管内转动设置有螺旋输送器，所述螺旋输送器的端部和叶轮二相连接。

优选的，所述收集管和除尘管的内部相连通，所述收集管和除尘管均安装在底座内，所述蜗壳一和蜗壳二通过分水管相互连接，所述分水管中部连通有进水管，所述进水管的另一端连接有增压泵，所述蜗壳一和收集管相连通，所述蜗壳二和除尘管相连通。

优选的，所述收集管远离蜗壳一的一端连接有下料管，所述下料管延伸至收料槽内。

优选的，所述驱动机构包括电机、减速机、驱动齿轮和从动齿轮，所述电机安装在减速机的输入端，所述减速机的输出端和驱动齿轮相连接，所述驱动齿轮和从动齿轮啮合，所述从动齿轮安装在球磨筒的端部，所述减速机安装在底座的外壁。

优选的，所述调节机构包括调节板，所述调节板外缘处安装多个滑杆，所述滑杆滑动在球磨筒的一端，所述滑杆远离调节板的一端均固定有横筋，所述球磨筒内设置多个滑动的密封环，所述密封环之间均通过横筋相连接，所述球磨筒上设置有多组筛孔，所述筛孔正对密封环。

优选的，所述横筋的横截面均为等腰三角形且等腰三角形的底边夹角均小于30度。

优选的，所述调节板上转动连接有螺纹调节把手，所述螺纹调节把手的端部螺纹连接在球磨筒的侧壁上。

优选的，所述球磨筒上铰接有用于进出料的转动板，所述底座一侧设置有门板。

工作原理：生产氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的时候，选取钡、锶和钙的碳酸盐，选取偏钛酸，以反应产物比例混合，采用专用球磨设备以磨料和混合物料18:1的比例对其进行研磨50分钟，之后向专用球磨设备内加入质量比10:8的氢氧化钠和氢氧化钾的碱熔剂，之后碱熔剂和混合物料以质量比5:2的比例加入专用球磨设备内研磨30分钟，研磨充分后，将混合物放入特氟龙容器中保温4小时，然后自然冷却降温，再经过洗涤干燥后获得氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料；

在球磨工艺步骤中，球磨设备运行工艺需要如下调节：

拧动螺纹调节把手，将调节板固定在球磨筒的端部，此时，调节板通过滑杆和横筋将密封环移动至筛孔处，筛孔被密封，之后，将磨料和氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料原料通过转动板的开口投入球磨筒中，电机通过减速机驱动驱动齿轮实现从动齿轮带动球磨筒转动，实现对氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的研磨，研磨过程中，增压泵通过进水管和分水管分别给蜗壳一和蜗壳二供水，实现叶轮一和叶轮二转动，叶轮一带动除尘刷刷动球磨筒的外壁，实现球磨筒的外壁浸湿，同时能够刷去球磨筒外壁沾附的细小氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的粉体，除尘刷转动的时候会接触到收集管内的水体，水体冲洗掉氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料粉体，之后，叶轮二通过螺旋输送器将带有氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的水体通过下料管输送到收料槽内，收料槽内设置有用于氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料粉体过滤的滤网，能够将氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料扬尘部分收集起来，提升了氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料研磨的收率，扬尘细度大，综合氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的研磨，能够提升细度，同时通过除尘回收机构设置在球磨筒外壁，实现生产过程中的绿色环保环境友好，球磨结束之后，拧动螺纹调节把手，调节板从球磨筒端部通过滑杆带动横筋使密封环从筛孔处偏移，启动驱动机构，这时候球磨筒转动，球磨料被球磨筒留在桶内，氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料细料被筛孔筛分至收料槽内，同时，除尘回收机构在球磨筒外部涂抹水体，避免了倾倒的扬尘出现，提升了收率和环境友好性。

本发明提供了一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺。具备以下有益效果：

本发明通过叶轮二通过螺旋输送器将带有氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的水体通过下料管输送到收料槽内，收料槽内设置有用于氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料粉体过滤的滤网，能够将氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料扬尘部分收集起来，提升了氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料研磨的收率，扬尘细度大，综合氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的研磨，能够提升细度，同时通过除尘回收机构设置在球磨筒外壁，实现生产过程中的绿色环保环境友好，球磨结束之后，拧动螺纹调节把手，调节板从球磨筒端部通过滑杆带动横筋使密封环从筛孔处偏移，启动驱动机构，这时候球磨筒转动，球磨料被球磨筒留在桶内，氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料细料被筛孔筛分至收料槽内，同时，除尘回收机构在球磨筒外部涂抹水体，避免了的扬尘出现，提升了收率和环境友好性。

附图说明

图1为本发明的球磨设备的立体图；

图2为本发明的球磨设备的结构图；

图3为本发明的除尘回收机构的立体图；

图4为本发明的除尘回收机构的示意图；

图5为本发明的球磨筒的截面图；

图6为本发明的调节板的主视剖视图。

其中，1、底座；2、分水管；3、蜗壳一；4、蜗壳二；5、减速机；6、电机；7、驱动齿轮；8、从动齿轮；9、安装座；10、调节板；11、滑杆；12、筛孔；13、转动板；14、门板；15、下料管；16、收集管；17、除尘管；18、收料槽；19、除尘回收机构；20、驱动机构；21、调节机构；22、除尘刷；23、进水管；24、叶轮一；25、叶轮二；26、横筋；27、密封环；28、球磨筒；29、螺旋输送器；30、螺纹调节把手。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1-6所示，本发明实施例提供一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺，包括以下步骤：选取氧化铝为原料，其中三氧化二铝≥95wt95%，需通过1450摄氏度的高温煅烧将γ-Al₂O₃转化为α相，煅烧过程中添加烧结助剂1-3wt%，烧结助剂为氧化镁、氧化钙和二氧化硅的等比例混合，烧结之后，将原料放入球磨设备中进行研磨30-32小时，研磨过程中加入油酸助磨，研磨助剂为直径3-5毫米的氧化铝球，填充率30%-50%，研磨后过滤出磨料，之后再进行过滤干燥，获得氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料；

专用球磨设备包括底座1，底座1内设置有除尘回收机构19，底座1的顶部通过安装座9连接有球磨筒28，底座1外侧安装有用于球磨筒28旋转的驱动机构20，球磨筒28上设置有调节机构21，底座1内设置有收料槽18，球磨筒28和底座1之间设置有用于调节板10调节的间隙槽，除尘刷22贴合在球磨筒28的侧壁，除尘刷22的一侧延伸至收集管16内，螺旋输送器29外缘以相切形式设置在收集管16内壁水平切线处。

除尘回收机构19包括除尘管17、收集管16、蜗壳一3和蜗壳二4，收集管16安装在除尘管17的一侧，除尘管17上开设有正对球磨筒28外壁的开口，除尘管17内转动连接有除尘刷22，蜗壳二4安装在除尘管17一端，蜗壳二4内转动设置有叶轮一24，叶轮一24的端部和除尘刷22的端部相连接，蜗壳一3安装在收集管16的端部，蜗壳一3内转动设置有叶轮二25，收集管16内转动设置有螺旋输送器29，螺旋输送器29的端部和叶轮二25相连接，在球磨工艺步骤中，研磨过程中，增压泵通过进水管23和分水管2分别给蜗壳一3和蜗壳二4供水，实现叶轮一24和叶轮二25转动，叶轮一24带动除尘刷22刷动球磨筒28的外壁，实现球磨筒28的外壁浸湿，同时能够刷去球磨筒28外壁沾附的细小氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的粉体，除尘刷22转动的时候会接触到收集管16内的水体，水体冲洗掉氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料粉体，之后，叶轮二25通过螺旋输送器29将带有氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的水体通过下料管15输送到收料槽18内，收料槽18内设置有用于氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料粉体过滤的滤网，能够将氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料扬尘部分收集起来，提升了氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料研磨的收率，扬尘细度大，综合氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的研磨，能够提升细度。

收集管16和除尘管17的内部相连通，收集管16和除尘管17均安装在底座1内，蜗壳一3和蜗壳二4通过分水管2相互连接，分水管2中部连通有进水管23，进水管23的另一端连接有增压泵，蜗壳一3和收集管16相连通，蜗壳二4和除尘管17相连通，收集管16远离蜗壳一3的一端连接有下料管15，下料管15延伸至收料槽18内，下料管15能够通过水流将细度大的材料首先输送到收料槽18内，研磨过程中，增压泵通过进水管23和分水管2分别给蜗壳一3和蜗壳二4供水，实现叶轮一24和叶轮二25转动，叶轮一24带动除尘刷22刷动球磨筒28的外壁，实现球磨筒28的外壁浸湿，同时能够刷去球磨筒28外壁沾附的细小氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的粉体，除尘刷22转动的时候会接触到收集管16内的水体，水体冲洗掉氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料粉体。

驱动机构20包括电机6、减速机5、驱动齿轮7和从动齿轮8，电机6安装在减速机5的输入端，减速机5的输出端和驱动齿轮7相连接，驱动齿轮7和从动齿轮8啮合，从动齿轮8安装在球磨筒28的端部，减速机5安装在底座1的外壁，将磨料和氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料原料通过转动板13的开口投入球磨筒28中，电机6通过减速机5驱动驱动齿轮7实现从动齿轮8带动球磨筒28转动，实现对氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的研磨。

调节机构21包括调节板10，调节板10外缘处安装多个滑杆11，滑杆11滑动在球磨筒28的一端，滑杆11远离调节板10的一端均固定有横筋26，球磨筒28内设置多个滑动的密封环27，密封环27之间均通过横筋26相连接，球磨筒28上设置有多组筛孔12，筛孔12正对密封环27，球磨结束之后，拧动螺纹调节把手30，调节板10从球磨筒28端部通过滑杆11带动横筋26使密封环27从筛孔12处偏移，启动驱动机构20，这时候球磨筒28转动，球磨料被球磨筒28留在桶内，氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料细料被筛孔12筛分至收料槽18内，同时，除尘回收机构19在球磨筒28外部涂抹水体，避免了扬尘出现，提升了收率和环境友好。

横筋26的横截面均为等腰三角形且等腰三角形的底边夹角均小于30度，球磨磨料能够充分撞击在横筋26上，实现氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料有效的冲击破碎。调节板10上转动连接有螺纹调节把手30，螺纹调节把手30的端部螺纹连接在球磨筒28的侧壁上，拧动螺纹调节把手30，将调节板10固定在球磨筒28的端部，此时，调节板10通过滑杆11和横筋26将密封环27移动至筛孔12处，筛孔12被密封。

球磨筒28上铰接有用于进出料的转动板13，底座1一侧设置有门板14，门板14用于打开收料槽18，收料槽18内设置有用于氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料研磨后过滤的滤网，能够二次提升氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的细度，转动板13端部设置有用于固定的结构可以固定在球磨筒28外部，转动板13和球磨筒28之间设置有用于密封的橡胶垫。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺，其特征在于：包括以下步骤：选取氧化铝为原料，其中三氧化二铝≥95wt95%，需通过1450摄氏度的高温煅烧将γ-Al₂O₃转化为α相，煅烧过程中添加烧结助剂1-3wt%，烧结助剂为氧化镁、氧化钙和二氧化硅的等比例混合，烧结之后，将原料放入球磨设备中进行研磨30-32小时，研磨过程中加入油酸助磨，研磨助剂为直径3-5毫米的氧化铝球，填充率30%-50%，研磨后过滤出磨料，之后再进行过滤干燥，获得氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料；

所述专用球磨设备包括底座（1），所述底座（1）内设置有除尘回收机构（19），所述底座（1）的顶部通过安装座（9）连接有球磨筒（28），所述底座（1）外侧安装有用于球磨筒（28）旋转的驱动机构（20），所述球磨筒（28）上设置有调节机构（21），所述底座（1）内设置有收料槽（18）。

2.根据权利要求1所述的一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺，其特征在于：所述除尘回收机构（19）包括除尘管（17）、收集管（16）、蜗壳一（3）和蜗壳二（4），所述收集管（16）安装在除尘管（17）的一侧，所述除尘管（17）上开设有正对球磨筒（28）外壁的开口，所述除尘管（17）内转动连接有除尘刷（22），所述蜗壳二（4）安装在除尘管（17）一端，所述蜗壳二（4）内转动设置有叶轮一（24），所述叶轮一（24）的端部和除尘刷（22）的端部相连接，所述蜗壳一（3）安装在收集管（16）的端部，所述蜗壳一（3）内转动设置有叶轮二（25），所述收集管（16）内转动设置有螺旋输送器（29），所述螺旋输送器（29）的端部和叶轮二（25）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺，其特征在于：所述收集管（16）和除尘管（17）的内部相连通，所述收集管（16）和除尘管（17）均安装在底座（1）内，所述蜗壳一（3）和蜗壳二（4）通过分水管（2）相互连接，所述分水管（2）中部连通有进水管（23），所述进水管（23）的另一端连接有增压泵，所述蜗壳一（3）和收集管（16）相连通，所述蜗壳二（4）和除尘管（17）相连通。

4.根据权利要求2所述的一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺，其特征在于：所述收集管（16）远离蜗壳一（3）的一端连接有下料管（15），所述下料管（15）延伸至收料槽（18）内。

5.根据权利要求1所述的一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺，其特征在于：所述驱动机构（20）包括电机（6）、减速机（5）、驱动齿轮（7）和从动齿轮（8），所述电机（6）安装在减速机（5）的输入端，所述减速机（5）的输出端和驱动齿轮（7）相连接，所述驱动齿轮（7）和从动齿轮（8）啮合，所述从动齿轮（8）安装在球磨筒（28）的端部，所述减速机（5）安装在底座（1）的外壁。

6.根据权利要求1所述的一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺，其特征在于：所述调节机构（21）包括调节板（10），所述调节板（10）外缘处安装多个滑杆（11），所述滑杆（11）滑动在球磨筒（28）的一端，所述滑杆（11）远离调节板（10）的一端均固定有横筋（26），所述球磨筒（28）内设置多个滑动的密封环（27），所述密封环（27）之间均通过横筋（26）相连接，所述球磨筒（28）上设置有多组筛孔（12），所述筛孔（12）正对密封环（27）。

7.根据权利要求6所述的一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺，其特征在于：所述横筋（26）的横截面均为等腰三角形且等腰三角形的底边夹角均小于30度。

8.根据权利要求6所述的一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺，其特征在于：所述调节板（10）上转动连接有螺纹调节把手（30），所述螺纹调节把手（30）的端部螺纹连接在球磨筒（28）的侧壁上。

9.根据权利要求1所述的一种氧化铝系列纳米陶瓷晶体材料的合成工艺，其特征在于：所述球磨筒（28）上铰接有用于进出料的转动板（13），所述底座（1）一侧设置有门板（14）。