高纯度粉体研磨技术升级，威海圆环氮化硅珠迭代氧化锆球更具经济性和发展前景

高纯度粉体研磨技术升级，威海圆环氮化硅珠迭代氧化锆球更具经济性和发展前景

氧化锆珠、氧化锆研磨球都是指以氧化锆为原料的圆球型的研磨介质。一般是用在需要高粘度、高硬度物料的超细研磨及分散的一种研磨珠。主要应用于电子陶瓷、磁性材料、锂电池材料、食品、颜料、染料、涂料、油墨、特种化工行业等材料的研磨。锆珠、氧化锆研磨珠、氧化锆球、钇稳定氧化锆珠、95锆、纯氧化锆珠、铈稳定氧化锆、80锆、硅酸锆珠、65锆、氧化锆研磨球、氧化锆珠这些都是研磨行业对不同材料含量的氧化锆磨介球的称呼。

▲氧化锆珠、氧化锆陶瓷柱、氧化锆球、氧化锆陶瓷珠各种类型氧化锆磨介

一、氧化锆磨介球研磨性能优劣势

氧化锆陶瓷球具有高抗弯强度、强大的抗压力、高耐磨性、高韧性及优异的隔热性能等优点，作为超细研磨介质氧化锆微珠是研磨介质中的理想产品。

但是，氧化锆研磨球具有高韧性的原因是有稳定剂的存在，这种高韧性是有时效性的，比如氧化锆陶瓷材料器件放置空气一段时间后就会失稳，其性能就会严重下降甚至开裂，并且氧化锆研磨珠高温时候是没有亚稳相而失去高韧性的特点，因此氧化锆珠做为磨介无法在高温情况下和在室温情况下长时间使用，不能高温使用和时效性差这2项缺点严重制约氧化锆珠做为研磨介质发展。

二、降低氧化锆球磨耗常见的九种办法

对于象微米级别、纳米级别这样的超细粉体材料来说，没有什么比“纯度”更重要的东西了，氧化锆珠作为研磨介质在使用当中难免会有磨耗，这些氧化锆磨耗就是掺杂在高纯度粉体中的杂质，杂质过多必然影响高纯度粉体的使用性能和产品价值，通常降低氧化锆珠磨耗方法有如下九种：

降低氧化锆珠磨耗方法一、根据球磨机线速度不同，选择不同的氧化锆珠；

降低氧化锆珠磨耗方法二、不要使用多种材料的氧化锆珠，要求氧化锆珠理化性质一致，尽量使用同一厂家、同一批次产品，避免混用；

降低氧化锆珠磨耗方法三、氧化锆珠填充量不宜过多，不能超过85%；

降低氧化锆珠磨耗方法四、研磨材料粘度不一样，氧化锆珠密度也有相应要求；

降低氧化锆珠磨耗方法五、按时去除粒径过小的氧化锆珠；

降低氧化锆珠磨耗方法六、 氧化锆珠的粒径要尽量均匀；

降低氧化锆珠磨耗方法七、 用氧化锆珠清洗砂磨机时，转速要慢，每分钟不得高于1000转，如果是机械调速，可以采取点动的方式；

降低氧化锆珠磨耗方法八、按时检查砂磨机各部件应力比较集中的地方，把隐患排除；

降低氧化锆珠磨耗方法九、对粉体产品纯度有要求的高附加值粉体进行研磨加工时，可以用氮化硅珠替代氧化锆珠，更具成本和性能优势。

关于具体降低氧化锆珠磨耗的这九种操作，需要根据实际操作环境和工况，来减少氧化锆珠的磨耗。

三、高纯度粉体研磨技术升级，氮化硅磨介珠迭代氧化锆球更具经济发展前景

氧化锆珠维氏硬度10-13Gpa，氮化硅珠维氏硬度14-18Gpa,氮化硅珠硬度位居世界材料前三位，硬度仅次于金刚石和立方氮化硼；在维氏硬度、弹性模量、抗压强度、断裂模量、热膨胀系数、比热、使用上限温度、抗冲击能力等研磨介质的维度参数上，氮化硅珠都全面优于氧化锆珠。

▲氧化锆珠与氮化硅珠常见性能对比表

氮化硅研磨球24小时的磨耗只有百万分之一，氮化硅陶瓷球因研磨消耗非常低，降低了研磨介质的磨损及对研磨材料的污染，有利于获取更高纯度的超细粉体。

相对于氧化锆珠要考虑降低磨耗杂质对高纯度粉体的使用性能和产品价值的影响，使用氮化硅磨介珠替代氧化锆球对高纯度粉体进行研磨技术升级，对于高纯度粉体提质增效更具经济性和发展前景。

例如，当前我国在研磨锂电池隔膜用的高纯氧化铝粉体时，常用的是氧化锆珠来研磨，研磨一吨的氧化铝粉体，磨耗大约五至六公斤左右的氧化锆磨介，损耗的氧化锆磨介粉末以杂质混合在氧化铝粉体中，导致原先纯度为99.99的氧化铝粉的纯度会降到99.47。虽然说杂质氧化锆磨介粉末对锂电池隔膜的危害性不是特别大，但是也给氧化铝粉体提纯带来难度，这也是我国造出来的锂电池，与日本制造的锂电池性能相差较大的原因之一。有试验表明，氮化硅珠作为研磨介质24小时的磨耗只百万分之一，氮化硅珠作为替代氧化锆珠作为研磨介质可大幅提升高附加值粉体和高科技粉体产品纯度、质量和成本，有望为我国科技产品质量升级迭代提供新路径。

▲研磨高纯石英砂的氮化硅研磨球柱结合体、氮化硅磨圈10年使用状态对比

在威海圆环先进陶瓷股份有限公司展厅，可以看到连续工作近十年的氮化硅研磨球柱结合体、氮化硅研磨圈2种氮化硅陶瓷磨介，将2个氮化硅研磨球柱结合体、氮化硅研磨圈与未工作的磨介对比（如上图），我们发现工作近十年的氮化硅研磨球柱结合体、氮化硅研磨圈除了变得光滑一些，还有棱角没那么分明以外，氮化硅研磨球柱结合体、氮化硅研磨圈的大小并没有太大明显的变化。氮化硅陶瓷球虽然生产制造成本较氧化锆珠高一些，但是从氮化硅珠使用近20年全寿命周期相对与升级换代对象氧化锆珠的生产成本优势来计算，氮化硅珠也是具有相当的优势。从研磨介质角度来看，氮化硅珠也是作为替代氧化锆珠的最理想的升级换代产品。

四、威海圆环氮化硅微珠技术获突破，助力中国粉体工业发展

众所周知，我国工业粉体材料产品质量长期落后西方先进国家，尤其是在纳米级粉料领域更是如此，究其原因就是我国工业粉体材料常见的磨不细，分不散,混不匀,提不纯行业痼疾。而磨细、提纯除了机器设备的制约外，研磨介质的作用不能低估。正因为没有纳米级的原料粉，导致众多的工业产品质量远不如西方先进国家；正因为没有微米级的原料粉，导致中国高科技工业原材料的发展长期受制于人；正是由于在复合材料、高科技原材料上的落后，中国的飞机、高铁等高科技产品的关键设备及重要部件材料长期受制于人。从国家战略而言，氮化硅陶瓷微珠作为各种微米级工业粉料研磨的关键材料，突破西方先进国家对我国实施产品封锁、技术封锁，氮化硅陶瓷微珠的国产化就具有重要的意义。

威海圆环针对应用于超细的微米级粉体工业研磨介质用的氮化硅微珠关键技术进行长期深入的研发，历经多年，威海圆环专业技术人员和员工知难而上，逐步改造陶瓷微珠的冷等工装和填装工艺，不断调整工艺技术，改造专业设备，解决了碰到各种工艺技术难题和专业设备缺陷，终于完成了对批量氮化硅微珠冷等静压工艺的完善，解决了制备0.1mm以下的氮化硅微珠一致性和高致密性问题,，成功批量生产出性能完备的0.1～1mm规格的氮化硅陶瓷微珠，用于超细粉体或微米级别的粉体制备。

▲威海圆环批量生产性能完备的各种规格的氮化硅微珠、氮化硅珠

威海圆环批量生产的氮化硅微珠各项理化指标达到了国际上行业领军的质量水平，突破了西方先进国家在氮化硅微珠的技术保护和应用产品对我国“卡脖子”难题，凭借过硬的氮化硅陶瓷微珠技术威海圆环成为世界氮化硅新材料新领军生产企业。

世界陶瓷科学院院士、美国橡树岭国家实验室副主任、中国科学院上海硅酸盐研究所客座教授林华泰博士等一批专家对此感触很深：“微、纳米级颗粒的制备与产业化应用，一直是制约我国新材料发展的瓶颈。而高性能研磨介质则是技术破题关键。由于国外技术壁垒，国内很少接触此类高科技产品，导致我国连笔珠都依赖进口，做磨珠就更无从谈起。氮化硅陶瓷微珠不但能实现圆珠笔珠产业化制备，还能应用于高转速微型轴承，更重要的是，这是生产成微、纳米级浆料的关键耗材，或将推动纳米级原料产业化应用：包括金属、非金属原材料粉末超细磨，生物医药领域孢壁破壁等。能对国内新材料领域全方位覆盖，有望引发新一轮新材料产业革命。”

五、氮化硅磨介环——高纯度粉体干法研磨分散和混料利器

▲十年高纯石英砂球磨机干法研磨与混料工作的氮化硅陶瓷磨介环对比

威海圆环生产的氮化硅磨介环是国内高纯度粉体干法研磨、整形、分散和混料利器。氮化硅陶瓷磨介环相对氮化硅陶瓷磨介球，氮化硅陶瓷磨介球研磨粉体是点切割，氮化硅陶瓷磨介环研磨粉体是线切割，氮化硅陶瓷磨介环研磨粉体粒径分布窄, 粉体形体更整齐,研磨效率也更高。

氮化硅陶瓷磨介环相对氮化硅陶瓷磨介柱，它们研磨的适用对象不同，氮化硅陶瓷磨介环在浓度较高或者干法研磨有优势，氮化硅陶瓷磨介柱湿法研磨有优势，因为干法研磨环境中，与研磨柱等不同，研磨环由于研磨环存在内、外气压差，就可以在密闭的真空或者很浓密的场景中快速的上下运动，研磨和混料效率更高，让高纯粉体或超细粉体少团聚、分得散、混得更匀、粉体形体更整齐、效率更高。

威海圆环先进陶瓷股份有限公司作为一家专业从事氮化硅微珠、氮化硅研磨球柱结合体、氮化硅研磨圈、氮化硅陶瓷球、氮化硅珠等各型系列氮化硅陶瓷磨介，高热导率氮化硅陶瓷基板、可重复利用的高热导氮化硅陶瓷坩埚、氮化硅陶瓷结构件等Si₃N₄氮化硅精密陶瓷材料的生产企业。威海圆环氮化硅陶瓷磨介都可以按照用户特殊要求定制。关于高纯度粉体研磨磨介，关于氮化硅微珠等各型系列氮化硅陶瓷磨介性能、规格、技术参数等问题——威海圆环 颜辉 l86O64ll446随时欢迎各位同行、各位同仁交流探讨！ 威海圆环不仅在所有产品原材料的品质上精益求精，而且还在定制加工生产技术上严格把关，以确保威海圆环氮化硅陶瓷系列产品在恶劣的环境下保持正常的工作。高纯度粉体研磨技术升级，威海圆环氮化硅珠迭代氧化锆球更具经济性和发展前景。

威海圆环多年来与国内在精密陶瓷材料领域具有一定权威和建树的高等院校和科研机构建立了校企研发合作关系，拥有了一批多年从事研制、开发的中高级技术人员和管理人员，使我们具有精湛的技术、严谨的治学态度、高度的敬业精神、高效的管理水平。威海圆环公司研发及生产测试团队具有丰富的行业经验，核心工程师拥有十余年的精密陶瓷技术积累和强大的应用开发能力。威海圆环始终致力于高性能及高可靠性氮化硅陶瓷设计开发和生产销售，打造高纯度氮化硅陶瓷升液管生产领军品牌，持续通过技术创新为客户及时提供高性价比的氮化硅陶瓷材料产品和服务。

高纯度粉体研磨技术升级，威海圆环氮化硅珠迭代氧化锆球更具经济性和发展前景（颜辉）