高效率低能耗干法超細研磨與分散壓電陶瓷等硬質礦物材料技術升級

干法研磨，業內通常是指以氣流磨、攪拌磨、行星磨、球磨等機械研磨物理粉粹含水量不超過4%的物料以制備粉體常用方法。相比濕法研磨工藝，干法研磨粉體后無需再進行脫水、干燥、解聚等等復雜的程序，也無需安裝應用這些程序的昂貴設備，大幅度減少了燃料成本，對于粉體制備而言，干法研磨生產能耗低，生產周期短，后處理簡單，粉體制備成本低。

1、粉體制備行業傳統氧化鋯球干法超細研磨與分散技術

傳統干法研磨生產能耗低，是因為攪拌磨、行星磨、球磨等機械研磨設備通常使用氧化鋯球或瑪瑙研磨球等專用磨介，對粉體進行研磨與分散干法加工。氣流磨因為無專用研磨介質，且工藝路徑能耗高，故不在本文討論范圍內。使用氧化鋯球或瑪瑙研磨球的傳統干法超細研磨與分散工藝，廣泛應用在氫氧化鋁、石英、鋯英砂、滑石、氧化鋁、陶瓷色料和熔塊以及二氧化鈦等各種硬質礦物，礦物填料和釉料粉體制備領域。

2、粉體制備行業傳統氧化鋯球干法超細研磨與分散技術優勢

氧化鋯陶瓷球具有密度高、高抗彎強度、強大的抗壓力、高耐磨性、高韌性及優異的隔熱性能等優點，氧化鋯珠真球度高、表面光滑、直徑分布小、可進行高純度粉體產品的破碎和分散，作為超細研磨介質氧化鋯珠特別適用于干法研磨和分散的場合，是干法研磨中的優質介質。氧化鋯球目前已廣泛應用于壓電陶瓷、絕緣材料、磁性材料、涂料、油墨、稀土、醫藥食品等工業領域。例如：高級汽車漆、手機漆、噴墨油墨、高級化妝品等。氧化鋯研磨球憑借其優異的耐磨損性，逐步成為目前市面上使用最廣泛的研磨介質。

3、粉體制備行業傳統氧化鋯球干法超細研磨與分散技術劣勢

盡管氧化鋯珠或氧化鋯球是目前市面上粉體干法研磨和分散使用最廣泛的研磨介質。但是，氧化鋯珠或氧化鋯球等氧化鋯研磨具有高韌性的原因是有穩定劑的存在，這種高韌性是有時效性的，比如氧化鋯陶瓷材料器件放置空氣一段時間后就會失穩，其性能就會嚴重下降甚至開裂，并且氧化鋯研磨珠高溫時候是沒有亞穩相而失去高韌性的特點，因此氧化鋯珠作為磨介無法在高溫情況下和在室溫情況下長時間使用，不能高溫使用和時效性差這2項缺點嚴重制約氧化鋯珠作為研磨介質發展。

4、粉體制備行業氮化硅球干法超細研磨與分散技術優勢

氧化鋯球維氏硬度10-13Gpa，氮化硅球維氏硬度14-18Gpa,氮化硅球比氧化鋯球硬度高，氮化硅陶瓷磨介的硬度位居世界材料前三位，硬度僅次于金剛石和立方氮化硼；氮化硅球在維氏硬度、彈性模量、抗壓強度、斷裂模量、熱膨脹系數、比熱、使用上限溫度、抗沖擊能力等研磨介質的維度參數上，都全面優于氧化鋯珠。

▲氧化鋯球與氮化硅球常見物理性能對比表

氮化硅球24小時的磨耗只有百萬分之一，氮化硅球因研磨消耗非常低，在其超長的有效的使用壽命周期內，研磨設備無需再添加磨介，不僅可以降低粉體制備成本，還可以降低研磨介質的磨耗對研磨材料的污染，有利于獲取更高純度的超細粉體。

相對于氧化鋯球要考慮降低磨耗雜質對高純度粉體的使用性能和產品價值的影響，使用氮化硅球作為磨介幾乎不用考慮磨耗雜質對高純度粉體的使用性能和產品價值帶來的影響。所以從磨介磨耗雜質角度來說，使用氮化硅球替代氧化鋯珠對高純度粉體進行研磨技術升級，對于高純度粉體提質增效更具經濟性和發展前景。

舉例，目前我國在研磨鋰電池隔膜用的高純氧化鋁粉體時，常用的是氧化鋯球來研磨，研磨一噸的氧化鋁粉體，磨耗大約五至六公斤左右的氧化鋯磨介球，損耗的氧化鋯磨介粉末以雜質混合在氧化鋁粉體中，導致原先純度為99.99的氧化鋁粉的純度會降到99.47。雖然說氧化鋯磨介粉末雜質對鋰電池隔膜的危害性不是特別大，但是也給氧化鋁粉體提純帶來難度，這也是我國造出來的鋰電池，與日本制造的鋰電池性能相差較大的原因之一。有機構試驗表明，氮化硅球作為研磨介質24小時的磨耗只百萬分之一，氮化硅球作為替代氧化鋯球作為研磨介質可大幅提升高附加值粉體和高科技粉體產品純度、質量和成本，有望為我國科技產品提質增效。

▲研磨高硬度石英砂氮化硅磨圈及氮化硅球柱結合體10年使用狀態對比

在威海圓環先進陶瓷股份有限公司展廳，可以看到連續工作近十年的氮化硅研磨球柱結合體、氮化硅磨介環2種氮化硅陶瓷磨介，將2個氮化硅研磨球柱結合體、氮化硅磨介環與未工作的磨介對比（如上圖），我們發現工作近十年的氮化硅研磨球柱結合體、氮化硅磨介環除了變得光滑一些，還有棱角沒那么分明以外，氮化硅研磨球柱結合體、氮化硅磨介環的大小并沒有太大明顯的變化。氮化硅陶瓷球雖然生產制造成本較氧化鋯珠高一些，但是從氮化硅珠使用超20年全壽命周期相對于升級換代對象氧化鋯珠的生產成本來對比，氮化硅珠也是具有相當的優勢。從研磨介質角度來看，氮化硅珠也是作為替代氧化鋯珠的最理想的升級換代產品。

5、高效率低能耗干法超細研磨與分散技術升級 威海圓環氮化硅磨介圈脫穎而出

為了應對日益嚴峻的節能減排監管要求，降低干法超細研磨與分散超細粉體制備成本，解決粉體制備行業濕法研磨與分散后期進行脫水、干燥、解聚等等復雜的工藝流程，以及傳統使用氧化鋯球干法超細研磨與分散技術因為磨介磨耗雜質對高純度粉體帶來的污染問題，威海圓環先進陶瓷股份有限公司經過多年的研發探索，在磨介行業內率先推出了高效率低能耗干法超細研磨與分散利器——氮化硅磨介環，亦稱氮化硅研磨圈，為中高硬度礦物原料的研磨及分散提供了新的解決方案。

▲氮化硅磨介圈：高效率低能耗干法超細研磨與分散利器

6、氮化硅磨介圈高效率干法超細研磨與分散技術原理

威海圓環生產的氮化硅磨介圈是國內高純度粉體干法研磨、整形、分散和混料利器。氮化硅磨介圈相對氮化硅陶瓷磨介球，氮化硅陶瓷磨介球研磨粉體是點切割，氮化硅磨介圈研磨粉體是線切割，線切割比點切割研磨效率高，氮化硅磨介圈線切割比點切割研磨粉體粒徑分布窄,粉體粒度形體更整齊,研磨效率也更高。

氮化硅磨介圈相對氮化硅陶瓷磨介柱，它們研磨的適用對象不同，氮化硅磨介圈在濃度較高或者干法研磨有優勢，氮化硅陶瓷磨介柱濕法研磨有優勢，因為干法研磨環境中，與研磨柱等不同，研磨環由于研磨環存在內外氣壓差，就可以在密閉的真空或者很濃密的場景中快速的上下運動，研磨和混料效率更高，讓高純粉體或超細粉體少團聚、分得散、混得更勻、效率更高、粉體形體更整齊。

7、氮化硅磨介圈替代氧化鋯珠的高效率干法超細研磨與分散技術優勢

氮化硅磨介圈在大的球磨機里不僅起到研磨粉碎的作用，更重要的是眾多的氮化硅磨介圈環在大的球磨機中研磨時，會發生共振現象，氮化硅磨介圈自動排列成一條條繩狀，研磨節奏感強，眾多氮化硅磨介圈繩之間互相鞭打，研磨和混料效果好；由于有節奏的繩狀鞭打現象，粉體在線接觸切割的擊打下，研磨的粉體之間的粒徑差均勻，研磨粒徑范圍分布更窄；氮化硅磨介圈研磨高純石英砂、氫氧化鋁、鋯英砂、滑石、氧化鋁、稀土、二氧化鈦等各種硬質礦物，礦物填料、壓電陶瓷、絕緣材料、磁性材料、涂料、油墨和釉料粉除了混料更均勻，更重要的是對粉粒本身的整形功能，以確保被研磨粉體外形的一致性和產品質量的一致性。

▲高效率低能耗干法超細研磨與分散技術升級，威海圓環首推氮化硅磨介圈

由于氮化硅磨介圈比氧化鋯珠硬度高，氮化硅磨介圈比氧化鋯珠更適宜對高硬度粉體研磨；氮化硅磨介圈對粉體是線切割，氧化鋯珠對粉體是點切割，氮化硅磨介圈比氧化鋯珠不僅對粉體研磨效率更高，而且研磨的粉體粒度形體更整齊；氮化硅磨介圈比氧化鋯珠磨耗低，氮化硅磨介圈24小時的磨耗只有百萬分之一，在其超20年以上有效的使用壽命周期內，研磨設備無需再添加磨介，不僅可以降低粉體制備成本，還可以降低研磨介質的磨損及對研磨材料的污染，有利于獲取更高純度的超細粉體。所以，從磨介介質綜合角度來說，使用氮化硅磨介圈替代氧化鋯球對高純度粉體進行高效率低能耗干法超細研磨與分散技術升級，對于高純度粉體提質增效更具經濟性和發展前景。

威海圓環先進陶瓷股份有限公司作為一家專業從事氮化硅微珠、氮化硅研磨球柱結合體、氮化硅磨介圈、氮化硅陶瓷球、氮化硅珠等各型系列氮化硅陶瓷磨介，高熱導率氮化硅陶瓷基板、可重復利用的高熱導氮化硅陶瓷坩堝、氮化硅陶瓷結構件等Si?N?氮化硅精密陶瓷材料的生產企業。威海圓環氮化硅陶瓷磨介都可以按照用戶特殊要求定制。關于高純度粉體研磨磨介，關于干法超細研磨與分散技術，關于氮化硅微珠等各型系列氮化硅陶瓷磨介性能、規格、技術參數等問題——威海圓環 顏輝 l86O64ll446隨時歡迎各位同行、各位同仁交流探討！ 威海圓環不僅在所有產品原材料的品質上精益求精，而且還在定制加工生產技術上嚴格把關，以確保威海圓環氮化硅陶瓷系列產品在惡劣的環境下保持正常的工作。高效率低能耗干法超細研磨與分散壓電陶瓷等硬質礦物材料技術升級。

威海圓環多年來與國內在精密陶瓷材料領域具有一定權威和建樹的高等院校和科研機構建立了校企研發合作關系，擁有了一批多年從事研制、開發的中高級技術人員和管理人員，使我們具有精湛的技術、嚴謹的治學態度、高度的敬業精神、高效的管理水平。威海圓環公司研發及生產測試團隊具有豐富的行業經驗，核心工程師擁有十余年的精密陶瓷技術積累和強大的應用開發能力。威海圓環始終致力于高性能及高可靠性氮化硅陶瓷設計開發和生產銷售，打造氮化硅陶瓷磨介生產領軍品牌，持續通過技術創新為客戶及時提供高性價比的氮化硅陶瓷材料產品和服務。

高效率低能耗干法超細研磨與分散壓電陶瓷等硬質礦物材料技術升級（顏輝）

審核編輯黃宇