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        深圳市叁星飛榮機(jī)械有限公司

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        高能砂磨機(jī)制備碳化物超細(xì)粉體的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

        高能砂磨機(jī)制備碳化物超細(xì)粉體的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用
        叁星飛榮  2018-09-18  |  閱讀:3662

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        碳化物陶瓷間的原子多以較強(qiáng)的共價(jià)鍵結(jié)合,因而表現(xiàn)出熔點(diǎn)高、硬度大,機(jī)械強(qiáng)度高,化學(xué)穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)良性能,有些還具有特殊的電、磁或熱學(xué)性能,已在機(jī)械、化工、電子、航天、航空等許多領(lǐng)域中得到應(yīng)用。但由于碳化物陶瓷中強(qiáng)的共價(jià)鍵結(jié)合,使得燒結(jié)比較難。近年來,圍繞著碳化物陶瓷的燒結(jié)溫度,采用一些先進(jìn)的工藝做了深入的研究,歸納起來有效途徑:一是采用超細(xì)粉體原料,二是利用先進(jìn)的燒結(jié)工藝,三是制備它們的復(fù)相或復(fù)合陶瓷。因此超細(xì)粉體的制備已經(jīng)成為各種碳化物材料研究的重點(diǎn)。


        制備超細(xì)粉體有“自下而上(Bottom-up)”和“自上而下(Top-down)”這兩種方法?!白韵露稀敝冈诓牧匣瘜W(xué)合成的過程中通過控制材料的成核和長(zhǎng)大,從而控制產(chǎn)物的尺寸制備納米顆粒;“自上而下”則是借助各種外力對(duì)塊狀顆粒粉碎,從而制備納米顆粒。

        當(dāng)前通過“自上而下”有效地工業(yè)化制備超細(xì)粉體的最有效設(shè)備是砂磨機(jī),而市場(chǎng)上絕大多數(shù)是臥式砂磨機(jī),但是臥式機(jī)和傳統(tǒng)立式機(jī)普遍存在四大難點(diǎn)難以解決,如機(jī)械密封容易泄漏及損壞、分離網(wǎng)容易堵塞、難以用超細(xì)珠實(shí)現(xiàn)納米級(jí)研磨以及研磨產(chǎn)品粒度不均勻。特別是遇到碳化物這類超硬、耐磨性好的陶瓷粉體材料,臥式機(jī)基本無計(jì)可施。

        針對(duì)四大難點(diǎn),叁星飛榮公司自主研發(fā)生產(chǎn)的具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)立式無軸封無篩網(wǎng)砂磨機(jī)可實(shí)現(xiàn)各種碳化物的超細(xì)粉體的產(chǎn)業(yè)化制備。叁星公司董事長(zhǎng)--謝小飛先生在“2018年全國(guó)碳化物粉體與陶瓷制備技術(shù)交流會(huì)”上作了“高能砂磨機(jī)制備碳化物超細(xì)粉體的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”的報(bào)告。報(bào)告中詳細(xì)介紹了工業(yè)化制備超細(xì)碳化物的實(shí)踐工作。


        一、碳化硅

        圖1 不同磨介研磨碳化硅的粒度隨時(shí)間的分布圖

        圖2 不同磨介的磨耗分析圖

        由圖1與可知:1.磨介越大、顆粒越粗,磨耗越大;反之亦然;2.為減少磨耗,應(yīng)選擇硬度≥被磨物料硬度的磨介。

        圖3 碳化硅的SEM圖

        圖4 碳化硅的XRD分析圖

        由圖3與圖4可知:物料經(jīng)過超細(xì)研磨后,峰形(半峰寬)變寬,毛刺增多,說明結(jié)晶度下降,這是穿晶破碎導(dǎo)致晶面破壞所致。

        二、碳化硼

        圖5 碳化硼的SEM圖

        圖6 碳化硼的XRD分析圖

        由圖5與圖6可知:研磨時(shí)間越長(zhǎng),顆粒越細(xì),碳化硼的特征峰逐漸減弱,硼酸特征峰逐漸增強(qiáng),說明在水基研磨體系中存在以下反應(yīng),而且顆粒越細(xì),活性越強(qiáng),水解反應(yīng)越明顯:

        三、碳化鎢

        圖7 碳化鎢的SEM圖

        四、碳化鈦

        圖8 碳化鈦的SEM圖

        五、碳化釩

        圖9 碳化釩的SEM圖

        六、碳化鉬

        圖10 碳化鉬的SEM圖

        七、碳化鋯

        圖11 碳化鋯的SEM圖


         從碳化物的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用實(shí)踐可知,立式無軸封無篩網(wǎng)砂磨機(jī)可以輕松制備得到亞微米粒級(jí)和納米粒級(jí)各種碳化物材料,而且研磨效率高,產(chǎn)品顆粒分布窄,究其因主要為:

        (1)無軸封無篩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定了它可用于超硬耐磨的碳化物陶瓷材料的超細(xì)研磨;

        (2)實(shí)驗(yàn)過程采用分級(jí)研磨工藝,可實(shí)現(xiàn)有效的高效率超細(xì)研磨;

        (3)該設(shè)備具有離心分離及分級(jí)功能:離心分離的作用,細(xì)顆粒物料被排出磨腔,研磨次數(shù)少,可防止過磨;大顆粒物料不能排出,在磨腔內(nèi)多磨幾次甚至幾十次,很快被磨細(xì);最終產(chǎn)品顆粒非常均勻,分布很窄;

        (4)磨珠能量主要施加在對(duì)粗顆粒的有效研磨上,有用功比例增大,有效研磨效率增加。




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