氧化鋯球技術迭代，氮化硅研磨珠助力高價值粉體提純

氧化鋯球技術迭代，氮化硅研磨珠助力高價值粉體提純

氧化鋯珠、氧化鋯研磨球都是指以氧化鋯為原料的圓球型的研磨介質。一般是用在需要高粘度、高硬度物料的超細研磨及分散的一種研磨珠。主要應用于電子陶瓷、磁性材料、鋰電池材料、食品、顏料、染料、涂料、油墨、特種化工行業等材料的研磨。鋯珠、氧化鋯研磨珠、氧化鋯球、釔穩定氧化鋯珠、95鋯、純氧化鋯珠、鈰穩定氧化鋯桿、80鋯、硅酸鋯珠、65鋯、氧化鋯研磨球、氧化鋯珠這些都是研磨行業對不同材料含量的氧化鋯磨介球的稱呼。

▲氧化鋯珠、氧化鋯陶瓷柱、氧化鋯球、氧化鋯陶瓷珠各種類型氧化

一、氧化鋯磨介球研磨性能優劣勢

氧化鋯陶瓷球具有高抗彎強度、強大的抗壓力、高耐磨性、高韌性及優異的隔熱性能等優點，作為超細研磨介質氧化鋯微珠是研磨介質中的理想產品。

但是，氧化鋯研磨球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，因此氧化鋯珠做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做為研磨介質發展。

二、降低氧化鋯球磨耗常見的九種辦法

對于象微米級別、納米級別這樣的超細粉體材料來說，沒有什么比“純度”更重要的東西了，氧化鋯珠作為研磨介質在使用當中難免會有磨耗，這些氧化鋯磨耗就是摻雜在高純度粉體中的雜質，雜質過多必然影響高純度粉體的使用性能和產品價值，通常降低氧化鋯珠磨耗方法有如下九種：

降低氧化鋯珠磨耗方法一、根據球磨機線速度不同，選擇不同的氧化鋯珠；

降低氧化鋯珠磨耗方法二、不要使用多種材料的氧化鋯珠，要求氧化鋯珠理化性質一致，盡量使用同一廠家、同一批次產品，避免混用；

降低氧化鋯珠磨耗方法三、氧化鋯珠填充量不宜過多，不能超過85%；

降低氧化鋯珠磨耗方法四、研磨材料粘度不一樣，氧化鋯珠密度也有相應要求；

降低氧化鋯珠磨耗方法五、按時去除粒徑過小的氧化鋯珠；

降低氧化鋯珠磨耗方法六、 氧化鋯珠的粒徑要盡量均勻；

降低氧化鋯珠磨耗方法七、 用氧化鋯珠清洗砂磨機時，轉速要慢，每分鐘不得高于1000轉，如果是機械調速，可以采取點動的方式；

降低氧化鋯珠磨耗方法八、按時檢查砂磨機各部件應力比較集中的地方，把隱患排除；

降低氧化鋯珠磨耗方法九、對粉體產品純度有要求的高附加值粉體進行研磨加工時，可以用氮化硅珠替代氧化鋯珠，更具成本和性能優勢。

關于具體降低氧化鋯珠磨耗的這九種操作，需要根據實際操作環境和工況，來減少氧化鋯珠的磨耗。

三、高純度粉體研磨技術升級，氮化硅磨介珠迭代氧化鋯球更具經濟發展前景

氧化鋯珠維氏硬度10-13Gpa，氮化硅珠維氏硬度14-18Gpa,氮化硅珠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；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，氮化硅珠都全面優于氧化鋯珠。

▲氧化鋯珠與氮化硅珠常見性能對比表

氮化硅研磨球24小時的磨耗只有百萬分之一，氮化硅陶瓷球因研磨消耗非常低，降低了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。

相對于氧化鋯珠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，使用氮化硅磨介珠替代氧化鋯球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。

例如，當前我國在研磨鋰電池隔膜用的高純氧化鋁粉體時，常用的是氧化鋯珠來研磨，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，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。雖然說雜質氧化鋯磨介粉末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。有試驗表明，氮化硅珠作為研磨介質24小時的磨耗只百萬分之一，氮化硅珠作為替代氧化鋯珠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質量升級迭代提供新路徑。

▲研磨高純石英砂的氮化硅研磨球柱結合體、氮化硅磨圈10年使用狀

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、氮化硅研磨圈2種氮化硅陶瓷磨介，將2個氮化硅研磨球柱結合體、氮化硅研磨圈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、氮化硅研磨圈除了變得光滑一些，還有棱角沒那么分明以外，氮化硅研磨球柱結合體、氮化硅研磨圈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近20年全壽命周期相對與升級換代對象氧化鋯珠的生產成本優勢來計算，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。

四、威海圓環氮化硅微珠技術獲突破，助力中國粉體工業發展

眾所周知，我國工業粉體材料產品質量長期落后西方先進國家，尤其是在納米級粉料領域更是如此，究其原因就是我國工業粉體材料常見的磨不細，分不散,混不勻,提不純行業痼疾。而磨細、提純除了機器設備的制約外，研磨介質的作用不能低估。正因為沒有納米級的原料粉，導致眾多的工業產品質量遠不如西方先進國家；正因為沒有微米級的原料粉，導致中國高科技工業原材料的發展長期受制于人；正是由于在復合材料、高科技原材料上的落后，中國的飛機、高鐵等高科技產品的關鍵設備及重要部件材料長期受制于人。從國家戰略而言，氮化硅陶瓷微珠作為各種微米級工業粉料研磨的關鍵材料，突破西方先進國家對我國實施產品封鎖、技術封鎖，氮化硅陶瓷微珠的國產化就具有重要的意義。

威海圓環針對應用于超細的微米級粉體工業研磨介質用的氮化硅微珠關鍵技術進行長期深入的研發，歷經多年，威海圓環專業技術人員和員工知難而上，逐步改造陶瓷微珠的冷等工裝和填裝工藝，不斷調整工藝技術，改造專業設備，解決了碰到各種工藝技術難題和專業設備缺陷，終于完成了對批量氮化硅微珠冷等靜壓工藝的完善，解決了制備0.1mm以下的氮化硅微珠一致性和高致密性問題,，成功批量生產出性能完備的0.1～1mm規格的氮化硅陶瓷微珠，用于超細粉體或微米級別的粉體制備。

▲威海圓環批量生產性能完備的各種規格的氮化硅微珠、氮化硅珠

威海圓環批量生產的氮化硅微珠各項理化指標達到了國際上行業領軍的質量水平，突破了西方先進國家在氮化硅微珠的技術保護和應用產品對我國“卡脖子”難題，憑借過硬的氮化硅陶瓷微珠技術威海圓環成為世界氮化硅新材料新領軍生產企業。

世界陶瓷科學院院士、美國橡樹嶺國家實驗室副主任、中國科學院上海硅酸鹽研究所客座教授林華泰博士等一批專家對此感觸很深：“微、納米級顆粒的制備與產業化應用，一直是制約我國新材料發展的瓶頸。而高性能研磨介質則是技術破題關鍵。由于國外技術壁壘，國內很少接觸此類高科技產品，導致我國連筆珠都依賴進口，做磨珠就更無從談起。氮化硅陶瓷微珠不但能實現圓珠筆珠產業化制備，還能應用于高轉速微型軸承，更重要的是，這是生產成微、納米級漿料的關鍵耗材，或將推動納米級原料產業化應用：包括金屬、非金屬原材料粉末超細磨，生物醫藥領域孢壁破壁等。能對國內新材料領域全方位覆蓋，有望引發新一輪新材料產業革命。”

五、氮化硅磨介環——高純度粉體干法研磨分散和混料利器

▲十年高純石英砂球磨機干法研磨與混料工作的氮化硅陶瓷磨介環對

威海圓環生產的氮化硅磨介環是國內高純度粉體干法研磨、整形、分散和混料利器。氮化硅陶瓷磨介環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，氮化硅陶瓷磨介環研磨粉體是線切割，氮化硅陶瓷磨介環研磨粉體粒徑分布窄, 粉體形體更整齊,研磨效率也更高。

氮化硅陶瓷磨介環相對氮化硅陶瓷磨介柱，它們研磨的適用對象不同，氮化硅陶瓷磨介環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、粉體形體更整齊、效率更高。

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。氧化鋯球技術迭代，氮化硅研磨珠助力高價值粉體提純。

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，打造高純度氮化硅陶瓷升液管生產領軍品牌，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。

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