As esferas de cerâmica são um meio de moagem de alto desempenho no campo de moagem. Com suas excelentes propriedades físicas e químicas, elas são amplamente utilizadas em processos de moagem e dispersão ultrafinos em várias indústrias, como processamento mineral, revestimentos e tintas, materiais eletrônicos e biomedicina. Suas vantagens principais estão em alta dureza, forte resistência ao desgaste e boa estabilidade química, o que pode reduzir a poluição média e a moagem eficiente e melhorar a qualidade do produto final. O seguinte explicará dos aspectos dos cenários de aplicação, recursos vantajosos, tipos comumente usados e tendências tecnológicas:
1, cenários de aplicativos principais
A aplicação de esferas de cerâmica no campo da moagem está intimamente relacionada a parâmetros como dureza, densidade e tamanho de partícula, e há diferenças significativas nos requisitos para propriedades médias em diferentes cenários
Processamento mineral e de minério: Na trituração ultrafina de minerais metálicos (como minas de ouro e cobre) e minerais não metálicos (como carbonato de cálcio e caulina), as contas cerâmicas servem como meio de moagem para fábricas de esferas, refinando partículas grossas para o micrômetro ou até mesmo o nível de nomômetro até o nomômetro através de nanométrica e nanométrica. Por exemplo, no processamento de carbonato de cálcio, o uso de contas de cerâmica de alto desgaste pode aumentar a finura em pó para D50<1 μ m, meeting the filling needs of industries such as plastics and papermaking.
Revestimentos, tinta e pigmentos Indústria: Usado para dispersão e moagem de pigmentos e tintas, é necessário garantir que as partículas de pigmento sejam dispersas uniformemente e não introduzam impurezas. As contas de cerâmica (como contas de zircônia) têm alta inércia química e não reagirão com a resina ou solvente no revestimento. Ao mesmo tempo, sua baixa taxa de desgaste pode evitar a contaminação do produto por detritos médios, garantindo a cor e a estabilidade do revestimento.
Materiais eletrônicos e novos materiais de energia: na trituração de materiais de eletrodo positivos e negativos para baterias de lítio (como fosfato de ferro e materiais ternários) e pós de cerâmica eletrônica (como alumina e nitreto de boro), é necessária alta pureza e baixa poluição do meio de moagem. Por exemplo, os materiais da bateria de lítio precisam ser moídos com contas de cerâmica para obter uma distribuição estreita de tamanho de partícula (d 50=2-5 μm), a fim de melhorar o desempenho da carga e a descarga da bateria e a vida útil do ciclo.
Nas indústrias biofarmacêuticas e alimentares, contas de cerâmica com boa biocompatibilidade e nenhuma precipitação de metais pesados (como zircônia ou contas de alumina de alta pureza) são necessárias para a micronização de extratos de medicina tradicional e a dispersão de produtos de alimentos (como alimentares de nanoescala) para evitar a contabilidade de produtos químicos.
2, vantagens em comparação com a mídia de moagem tradicional
Comparado com contas de metal (como contas de aço), contas de vidro, etc., a competitividade principal das contas de cerâmica se reflete nos seguintes aspectos:
Alta dureza e resistência ao desgaste: a maioria dos materiais de cerâmica (como alumina e zircônia) possui uma dureza MOHS de 8 a 9 níveis (contas de aço cerca de 6-7 níveis, contas de vidro cerca de 5-6 níveis), com taxas de desgaste extremamente baixas (como redução de lixo, redução de contas, com taxas de desgaste e menor e menos), que podem reduzir as contas, a redução de resíduos, de menor, que podem reduzir as contas, a redução de resíduos, que podem reduzir as contas, que podem reduzir as contas, que podem ser reduzidas a preços de zirconia.
Excelente estabilidade química: resistente a solventes ácidos, álcalis e orgânicos, não facilmente corroído em ácido (como pH<3) or alkaline (such as pH>12) Os sistemas de moagem, adequados para vários ambientes químicos, enquanto as contas de metal são propensas a ferrugem ou reagir com o meio, e as contas de vidro podem ser corroídas por ácidos fortes.
Controlável de densidade: a densidade de diferentes materiais de cerâmica varia bastante (como contas de alumina cerca de 3,6g/cm ³ e contas de zircônia cerca de 6,0g/cm ³), e o meio correspondente pode ser selecionado de acordo com a densidade do material de moagem para melhorar a eficiência da moagem. Por exemplo, contas de zircônia de alta densidade são adequadas para materiais de alta viscosidade e alta densidade (como lamas de metal) com força de impacto mais forte; As esferas de cerâmica de baixa densidade são adequadas para materiais com baixa viscosidade e dispersão fácil, como revestimentos.
Baixa poluição: contas de cerâmica de alta pureza (como alumina e zircônia de 95%) têm conteúdo de impureza extremamente baixo (como elementos de metais pesados<1ppm), especially suitable for fields with high purity requirements (such as electronic materials and biomedicine), while steel beads may introduce iron ion pollution, and glass beads may precipitate silicon ions.
3, Comparação de tipos e características comuns de contas de cerâmica
O desempenho de contas de cerâmica feito de diferentes materiais varia significativamente, e a seleção deve ser baseada em necessidades específicas de moagem
Minchas de óxido de alumínio: As esferas de óxido de alumínio mais econômicas e 95% são amplamente utilizadas e adequadas para a maior moagem geral; 99% de alumina de alta pureza têm maior pureza e menos poluição e são usados em cenários sensíveis às impurezas.
Minchas de zircônia: com a melhor resistência ao desgaste e boa resistência (não é facilmente quebrada), elas são a primeira opção para trituração de ponta, especialmente adequada para a moagem ultrafina (como pós de nanoescala) e materiais de alta viscosidade, mas o custo é relativamente alto.
Contas de silicato de zircônio: resistência moderada ao desgaste moderado, adequado para processos de moagem ásperos ou médios com requisitos de baixa precisão.
4, tendências de desenvolvimento tecnológico
Com o desenvolvimento da demanda de moagem para direção "ultrafina, de alta pureza e eficiente", a inovação tecnológica de contas de cerâmica no campo de moagem se concentra principalmente nos seguintes aspectos:
Precise control of particle size and morphology: Developing ceramic beads with narrower particle size distribution (such as ± 5 μ m) and higher sphericity (roundness>0,95), reduzindo o "volume morto" durante o processo de moagem, melhorando a eficiência da moagem e a uniformidade do produto. Por exemplo, contas de cerâmica uniformes de submicron para o tamanho do milímetro podem ser preparadas pelo método sol-gel ou pela tecnologia de moldagem por precisão.
Modificação composta e otimização de desempenho: por dopagem (como zirconia doping em alumina) ou revestimento de superfície (como camada de revestimento de nano-desgaste da superfície de cordão de cerâmica), equilíbrio de dureza e tenacidade e redução da taxa de fratura. Por exemplo, contas de zircônia parcialmente estabilizadas (YSZ) são dopadas com Yttria para manter alta resistência ao desgaste, evitando fraturas quebradiças.
Solução de retificação adaptativa: Forneça soluções personalizadas para "Tipo de cordão de cerâmica+tamanho de partícula+parâmetros de equipamento de moagem" com base em diferentes características do material (como viscosidade, dureza, requisitos de pureza). Por exemplo, na retificação dos materiais da bateria de lítio, o uso de contas de zircônia de 0,3-0,5 mm combinadas com um moinho de areia horizontal pode obter uma dispersão ultrafina eficiente, enquanto controla o teor de ferro da poluição para ser inferior a 50ppm.
Verde e reciclagem: Desenvolvimento de contas de cerâmica reciclável e de baixa perda para reduzir a geração de resíduos. Por exemplo, peneirar e limpar as contas de cerâmica gastas e reutilizá -las no processo de retificação grossa pode reduzir os custos.
Resumo
As contas de cerâmica, com sua excelente resistência ao desgaste, estabilidade química e baixa poluição, tornaram-se um meio-chave no campo de moagem, especialmente insubstituível na usinagem de precisão de ponta. No futuro, com o avanço da tecnologia de preparação de materiais e a expansão dos cenários de aplicação, sua aplicação em áreas como moagem ultrafina e processamento de materiais de alta pureza se tornará mais profunda e os produtos de esferas cerâmica personalizados e de alto desempenho se tornarão o mainstream no mercado.