陶瓷行業的研磨分散技術
編輯：轉自：材料科學與工程技術
發布時間：2024-01-26
不論是結構陶瓷，還是微波陶瓷、MLCC、LTCC、HTCC、陶瓷基板等電子陶瓷，陶瓷漿料制備工序中，一定需要對其進行研磨分散。如果想得到性能良好的研磨物料，就需要合適的研磨設備及相應的研磨工藝。
陶瓷粉體研磨設備有：球磨機和珠磨機（砂磨機）。除此之外，電子陶瓷所用的導電漿料也需要三輥研磨機進行研磨，三輥研磨機是高粘度物料有效的研磨、分散設備，此處不多做介紹。1、球磨機
球磨機（SBM）將球及處理物質充滿的圓筒通過水平軸進行旋轉，使充填物與圓筒共同旋轉，在研磨機（圓筒）內翻騰到一定高度時它將產生層級運動（CASCADE），通過此時落下的球的強烈沖擊將處理物粉碎、分散。球磨機是目前廣泛使用的粉磨機械，在陶瓷行業中使用最為廣泛，也是陶瓷行業中的可實現細研磨的設備及方法。
球磨工藝中，球磨機的裝載量（研磨體數量）、研磨體的大小級配、漿料的比重和粘度對球磨效率都會產生較大的影響。球磨機裝載量，如研磨體量過多，球磨機內部會發生研磨體相互碰撞，進而失去能量，降低研磨效率。如研磨體量過少，研磨體對物料的沖擊和研磨次數會減少，相同研磨時間內具有較低的研磨效率。在生產中，球磨機的裝載量根據所研磨物料的種類也有所不同。研磨體的大小級配，大球沖擊力大，起到物料擊碎作用，小球沖擊力小，起到物料研磨作用，可根據最終所需物料的狀態選擇恰當的研磨球大小級配比。2、珠磨機（砂磨機）
珠磨機，又稱砂磨機，是一種利用研磨介質（如磨珠）對漿液進行粉碎或分散處理的機械裝置，粉碎容器（呈圓筒形）內部裝有攪拌器，磨珠和漿液，攪拌器通過攪拌帶動磨珠轉動，磨珠在轉動過程中，與漿液中的粒子摩擦沖擊產生的能量能將粒子粉碎或分散。珠磨機的應用廣泛，無論是粗大粒子的粉碎或是細微粒子的分散都能對應。它能有效地將微米或者亞微米粒子粉碎至更細，精細程度可達數十納米。當處理不同材質的漿液時，需要選擇最優的運轉條件。可以通過選擇合適的磨珠尺寸，攪拌器轉速和攪拌器形狀種類，來調整粉碎分散的能量大小，從而實現粒子的微細化處理。珠磨機按攪拌器放置位置劃分，有臥式和立式兩種。由于作用在磨珠上的離心力是重力的100至1000倍，因此重力的影響小到可以忽略不計。因此，兩種類型之間的處理性能上沒有顯著差異。然而，就可操作性和維修簡易性而言，存在以下優點和缺點：更換零件不是很容易
圖 磨珠大小引起的粉碎/分散效率差異，來源：廣島金屬機械磨珠尺寸是粉碎分散處理中最重要的因素。目標粒徑和處理物質本身的硬度決定了粉碎/分散所需要的能量。通過選擇合適的磨珠尺寸，攪拌器轉速和加入的磨珠量，能調節粉碎/分散所需要的能量。磨珠和粒子之間的碰撞頻率會影響粉碎/分散速度，磨珠間的空隙大小與磨珠自身的大小成正比例，而這個空隙大小會影響粒子的最終尺寸。
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