يمكن أن تؤثر "الكرة" بشكل كبير على مصير استخدام الألومينا عالية النقاء-.
أصبحت الألومينا{0}}عالية النقاء، نظرًا لخصائصها البصرية والكهربائية والحرارية والميكانيكية الاستثنائية، مادة أساسية بالغة الأهمية تدعم تطوير الصناعات-الحديثة ذات التقنية العالية. بدءًا من إضاءة LED وفواصل بطاريات الليثيوم وحتى رقائق أشباه الموصلات والمكونات الضوئية عالية الجودة-، تلعب درجات النقاء المختلفة للألومينا عالية النقاء- دورًا لا يمكن الاستغناء عنه، مما يضع-متطلبات أعلى من أي وقت مضى على جودة المسحوق.
أثناء تحضير-مسحوق الألومينا النانوي-عالي النقاء، تعد معدات الطحن الرطب متناهية الصغر مثل المطاحن الكروية ومطاحن الخرز هي الاختيار المفضل لمرحلة السحق. عند استخدام معدات الطحن متناهية الصغر، يعد اختيار وسائط الطحن أمرًا مهمًا للغاية، لأنه يحدد التكلفة والكفاءة وجودة المنتج النهائي بعد الطحن. تشتمل وسائط الطحن الشائعة على الخرز الزجاجي، وخرز سيليكات الزركونيوم، والكرات الفولاذية، وكرات الألومينا، وكرات الزركونيا، وما إلى ذلك. وتلعب هذه دورًا مهمًا في عملية الطحن الرطب وفي تقليل حجم جسيمات المسحوق. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أنه حتى وسائط الطحن ذات مقاومة التآكل الممتازة لا يمكنها تجنب التآكل تمامًا، وسوف تلوث الجزيئات البالية المادة التي يتم طحنها. لذلك، يفضل المصنعون عمومًا استخدام وسائط الطحن المصنوعة من نفس المواد أو مواد مشابهة.
01 العوامل المؤثرة على كرات وسائط طحن الألومينا
تعتبر كرات سيراميك الألومينا من مكونات الاحتكاك-، ويتأثر معدل تآكلها بالعوامل الداخلية والخارجية، حيث يكون للعوامل الداخلية تأثير أكبر.
ترتبط مقاومة التآكل لسيراميك الألومينا ارتباطًا وثيقًا بالخصائص الميكانيكية للمادة والتأثيرات التآزرية لبنيتها المجهرية. حاليًا، تعد متانة السيراميك وحجم حبيباته من أكثر العوامل التي تمت دراستها وهي العوامل الداخلية الأكثر ارتباطًا بمقاومة التآكل. المتانة لها تأثير كبير على السيراميك. نظرًا لأن أحجام الحبيبات الأصغر تؤدي بشكل عام إلى مقاومة أفضل للتآكل في السيراميك، فقد تم تطوير-سيراميك مقاوم للتآكل نحو الهياكل ذات البلورات الدقيقة.
أثناء تفتيت المسحوق باستخدام معدات الطحن، لا يؤثر تآكل الكسر الهش لوسائط الطحن على عمر الوسائط نفسها فحسب، بل يؤدي أيضًا بسهولة إلى مشكلات التلوث. لذلك، لتقليل تأثير الطحن على نقاء مسحوق الألومينا، غالبًا ما يكون من الضروري استخدام حبات طحن سيراميك الألومينا المقاومة للتآكل، وعالية النقاء-.
02 اختيار المواد الخام
نقاء
بشكل عام، يعد استخدام -مسحوق -Al₂O₃ عالي النقاء شرطًا أساسيًا أساسيًا لإعداد-كرات طحن الألومينا عالية الأداء. ويرجع ذلك أساسًا إلى ما يلي: أولاً، استخدام مسحوق -عالي النقاء -Al₂O₃ يمكن أن يقلل بشكل فعال من خطر تكوين المسام بعد التلبيد وتجنب احتمال تفاعل الشوائب غير العضوية مع مسحوق السيراميك عند درجات حرارة عالية أو البقاء في المصفوفة لتكوين شقوق صغيرة. وهذا يضمن كثافة كرات طحن الألومينا، مما يمنحها كفاءة طحن أعلى ومقاومة للتآكل. ثانيًا، استخدام المواد الخام-عالية النقاء يعني أنه حتى إذا اهترأت كرات الطحن بشكل كبير، فإن الجزيئات المنفصلة لن تلوث مسحوق الألومينا عالي النقاء-، وبالتالي الحفاظ على نقائه.
حجم الجسيمات
تتضمن آلية التآكل لكرات الطحن في المقام الأول تشوه البلاستيك والكسر الجزئي للحبيبات، مما يؤدي إلى تآكل خفيف. إذا كانت الحبوب خشنة، يمكن أن يحدث كسر بين الحبيبات، مما يؤدي إلى تآكل شديد. كلما كان حجم الحبيبات أصغر، كانت مقاومة التآكل للسيراميك أفضل. لذلك، عند اختيار حجم جسيمات المسحوق الخام، فمن المستحسن استخدام المواد الخام -Al₂O₃ ذات حجم جسيمات صغير قدر الإمكان لتقليل حجم حبيبات السيراميك وتعزيز مقاومة التآكل لكرات الطحن. بالإضافة إلى ذلك، بالمقارنة مع الجسيمات الأكبر حجمًا، تتمتع الجسيمات الأصغر بمساحة سطح محددة أكبر أو طاقة سطحية، وبالتالي توفر قوة دافعة أكبر للتلبيد، وانخفاض درجات حرارة التلبيد، وكثافة ملبدة أعلى محتملة، مما يحسن الخواص الميكانيكية للمادة.
03 تعد تقنية القولبة أمرًا بالغ الأهمية أيضًا
بشكل عام، كلما كانت كروية كرات الطحن أفضل، كلما كان توزيع حجم الجسيمات للمنتج الأرضي أكثر اتساقًا. تؤدي كرات الطحن الأصغر حجمًا إلى المزيد من نقاط الاتصال بين الكرات أثناء الطحن، مما يوفر المزيد من الفرص لسحق المواد وتمكين الطحن الدقيق. في الوقت الحالي، تشتمل تقنيات التشكيل لإنتاج وسائط طحن السيراميك الكروية محليًا ودوليًا على القولبة بالسقوط (التحبيب الكروي)، والضغط المتوازن، وطرق التدحرج. تختلف جودة المنتجات التي تنتجها طرق التشكيل المختلفة.
صب السقوط (التحبيب الكروي)
تعد طريقة القولبة بالسقوط، والمعروفة أيضًا باسم طريقة الجيل الخارجي، طريقة مستمرة وفعالة لإنتاج كريات سيراميكية مجهرية- ذات قطر صغير. ومن خصائصه أن القطرات المتكونة من الملاط تتشكل باستخدام التوتر السطحي في وسط زيتي. إن الكروية التي تحققها هذه الطريقة أفضل من طرق التدحرج التقليدية. تكون الخرزات الدقيقة متجانسة وكثيفة داخليًا، ولا تحتاج إلى رش مواد رابطة إضافية أو قوالب، وهذه الطريقة متفوقة تقنيًا على طرق الضغط والدحرجة المتوازنة لإنتاج -كرات خزفية صغيرة القطر.
الضغط متساوي الضغط
يشتمل الضغط المتوازن على تعبئة المسحوق في قالب كروي مرن، وإغلاق القالب، ووضعه في غرفة العمل الخاصة بمكبس متساوي الضغط البارد. يتم ضغط القالب بواسطة وسط سائل يطبق ضغطًا موحدًا من جميع الاتجاهات. بعد القولبة، يتم الحصول على جسم أخضر كروي. الضغط العالي المتوازن والموحد يجعل اللون الأخضر الكروي مضغوطًا بشكل موحد، مما يؤدي إلى قوة خضراء أعلى. ومع ذلك، تؤدي القيود الناجمة عن القوالب إلى انخفاض كفاءة الإنتاج، مما يحد من تطبيق تقنية الضغط المتوازن في إنتاج الكرات الخزفية ذات القطر الصغير-.
عملية الضغط المتوازن (عنصر نائب للرسم التخطيطي)
طريقة المتداول
تُعد طريقة اللف حاليًا هي التقنية السائدة للإنتاج الضخم لخرزات الطحن ذات القطر الصغير-. مبدأها يشبه "صنع كرة الثلج". تتضمن العملية رش سائل رابطة لترطيب الكرات الأساسية، ثم إضافة مسحوق جاف إلى الجزء الخارجي من النوى المبللة، والتي يتم بعد ذلك ضغطها عن طريق الدرفلة. هذه الطريقة بسيطة من حيث المبدأ وتتمتع بكفاءة إنتاجية عالية، مما يجعلها أفضل طريقة لقولبة كرات سيراميك بحجم ملليمتر-. في الوقت الحالي، حققت العديد من الشركات المحلية تحكمًا آليًا وتحسينًا لمختلف المعلمات، بما في ذلك أجهزة الرش وتغذية المسحوق، مما يتيح إنتاج كميات كبيرة من الكرات الخزفية عالية الجودة-مثل الألومينا والزركونيا.
04 نظام التلبد
يمكن أن تؤدي درجات حرارة التلبيد المرتفعة بشكل مفرط وأوقات الاحتفاظ الطويلة جدًا إلى تعزيز نمو بلورات Al₂O₃ وزيادة كمية الطور السائل. وهذا لا يقلل من القوة فحسب، بل يقلل أيضًا من مقاومة التآكل. ومع ذلك، إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا، تنخفض كثافة الملبدة، كما تنخفض أيضًا مقاومة التآكل للكرات الخزفية. حتى لو كان محتوى Al₂O₃ مرتفعًا، فإن درجات حرارة التلبيد غير المناسبة لا تضمن مقاومة جيدة للتآكل؛ يعتمد المفتاح على تكوين الطور والبنية المجهرية للكرات الخزفية. لذلك، من الضروري تحديد درجة حرارة التلبيد المناسبة والتحكم في وقت الاحتفاظ المناسب. بشكل عام، يمكن استخدام تقنية الإشعال السريع في درجات الحرارة المنخفضة-، مما يوفر فوائد كبيرة في توفير الطاقة-. كما أنه يساعد على منع نمو الحبوب في كرات سيراميك الألومينا، وهو أمر مفيد لتحسين قوة المنتج ومتانته، وبالتالي تعزيز مقاومة التآكل.
تؤثر مساعدات التلبيد بشكل كبير على-الحرق السريع في درجات الحرارة المنخفضة. تتضمن الأنظمة شائعة الاستخدام نظام SiO₂-CaO-MgO، ونظام MnO₂-TiO₂-MgO، ونظام CuO-SiO₂. يمكن لهذه الأنظمة أن تقلل بشكل كبير من درجة حرارة التلبيد بينما تعمل أيضًا على تكرير الحبوب وتثبيت الهيكل وتحسين الخواص الميكانيكية للمادة.