一种改善氮化硅粉体粒径及分布的球磨方法与流程

本发明涉及陶瓷领域，具体涉及一种改善陶瓷粉体粒径及分布的球磨方法。

背景技术：

考虑到氮化硅陶瓷是一种具有高比强、高比模、耐高温、抗氧化、耐磨损等优良综合性能的结构陶瓷材料。在冶金工业、机械工业、化学工业和医学工程上均有应用。而陶瓷原料粒径及分布是影响氮化硅陶瓷性能的关键因素。有研究表明：烧结前陶瓷粉体的粒度越小，粒径分布越均匀，所制得的陶瓷性能越好，更有利于形成均匀良好的组织结构。

目前市场上常用的改善陶瓷粉体的粒径及分布的方法是球磨。但现有球磨工艺，提高粉体球磨效果低，提高球磨效率差，是限制陶瓷性能和应用的重要难点。

技术实现要素：

鉴于此，本发明的目的在于提出一种改善陶瓷粉体粒径及分布的球磨方法，以改善粉体球磨效果，提高球磨效率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种改善陶瓷粉体粒径及分布的球磨方法，包括以下步骤：

步骤一、根据球磨罐容积的40%~70%称取陶瓷粉体、球磨介质和磨球总量；

步骤二、按步骤一所指定的总球磨容量，按照磨球：粉体：球磨介质=2~10:1:0.6~1.2的质量比分别称取磨球、陶瓷粉体和球磨介质，以及占氮化硅粉体质量比为1%的减水剂；

步骤三、将上述称取好的各组分分装入球磨罐中进行球磨，球磨的时间为4~10h；

步骤四：将步骤三得到的浆料放出烘干。

进一步地，所述磨球尺寸分为两种φ2mm和φ10mm，且大小球配比=0.8~1.5:1。

进一步地，所述大小磨球均为高纯氮化硅材质，氮化硅含量为92%以上。

进一步地，所述球磨的速度较好范围为170-340r/min。

进一步地，所述减水剂的作用为减少单位球磨粉体的球磨介质用量，提高球磨固含量，提高球磨效率。

采用本发明所述的技术方案，取得的有益效果是：

本发明提供一种改善陶瓷粉体粒径及分布的球磨方法，采用此发明所制得的粉体纯度高，杂质含量低；粒径小，d50在0.5μm左右，粒径分布窄、分布均匀，分布曲线近似为正态分布形式。且球磨周期短，球磨机容量利用率高，设备利用率高，提高了生产效率，降低了生产成本。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有效效果更加清楚、明白，以下结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的实施例公开了一种改善氮化硅粉体粒径及分布的球磨方法，包括以下步骤：

实施例1：按照球磨罐容积的40%的总量依次称取磨球、陶瓷粉体和球磨介质，磨球、氮化硅粉和磨球质量比采用3:1:0.6，其质量分别为300g磨球、100g高纯氮化硅粉和60g的去离子水，以及1g的减水剂。其中大小球的级配配比为1.2:1。将称取好的各组分分装入球磨罐中进行球磨，球磨的时间为10h，球磨速率为250r/min。球磨完成后取出浆料烘干。

实施例2：按照球磨罐容积的70%的总量依次称取磨球、陶瓷粉体和球磨介质，磨球、氮化硅粉和磨球质量比采用5:1:0.8，其质量分别为500g磨球、100g高纯氮化硅粉和80g的去离子水，以及1g的减水剂。其中大小球的级配配比为1：1。将称取好的各组分分装入球磨罐中进行球磨，球磨的时间为:6h，球磨速率为290r/min。球磨完成后取出浆料烘干。

附图1为球磨所得的氮化硅粉体粒度测试结果图。从图中可见，所得氮化硅陶瓷粉的粒度d50为0.49μm，d90为0.65μm，粉体粒径小且粒径分布均匀，分布曲线近似正态分布线，这对烧结氮化硅陶瓷是非常有益的。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本发明的实施例或者不同实施例中的技术特征之间可以了进行组合，步骤可以任意实现为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、省略、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种改善氮化硅粉体粒径及分布的球磨方法，包括以下步骤：步骤一、根据球磨罐容积的40%~70%称取陶瓷粉体、球磨介质和磨球总量；步骤二、按步骤一所指定的总球磨容量，按照磨球：粉体：球磨介质=2~10:1:0.6~1.2的质量比分别称取磨球、陶瓷粉体和球磨介质，以及占总质量比为1%的减水剂；步骤三、将上述称取好的各组分分装入球磨罐中进行球磨，球磨的时间为4~10h；步骤四：将步骤三得到的浆料放出烘干。本发明的球磨方法球磨所得的陶瓷粉体杂质含量低、粒度小、粒径分布窄，生产效率高，是一种值得推广应用的改善氮化硅粉体粒径及分布的球磨方法。

技术研发人员：田卓;刘久明;吴诚
受保护的技术使用者：河北高富氮化硅材料有限公司
技术研发日：2017.10.10
技术公布日：2019.04.19