氧化锆球 【高端访谈】耐磨氧化铝陶瓷球将取代氧化锆球——访济南大学教授侯宪钦

耐磨性能是氧化铝陶瓷用于研磨介质的关键性能指标。那么如何提高氧化铝陶瓷的耐磨性呢？暨南大学侯先勤教授在接受中国粉末网记者专访时，语气积极地表示，微晶化是提高氧化铝陶瓷耐磨性唯一最有效的方法。其他方法在侯教授眼里都不可行。由于氧化铝陶瓷的磨损是脆性断裂机制，虽然加入纤维可以提高强度和韧性，但由于其方向性，制成研磨介质后会沿着相对脆弱的方向裂开，因此加入纤维是不可行的，也没有其他有效的方法。

微晶制备技术的两个关键点

侯教授在“2018陶瓷新技术与产业高峰论坛”上所作的“微晶化制备耐磨氧化铝陶瓷的方法”报告中，指出了微晶化制备技术的两个关键点，即氧化铝原料的超细粉碎和低温慢致密化烧结。围绕这两个关键点，记者向侯教授提出了一系列问题，如:超细粉碎应不应该干？湿法？还是干法+湿法？如何提高低温慢燃带来的效率和产量问题？侯教授以其专业的理论和独特的制作经验，一一回答了我们的问题。

湿式球磨是最有效的

首先，侯教授比较了干磨和湿磨。氧化铝陶瓷球的原料主要是氧化铝，碳酸钙、滑石或粘土，其中氧化铝粉最难研磨。干法研磨时，氧化铝粉与其他物料的混合明显不如湿法研磨均匀。所以湿法和球磨是最常用的方法(具体生产工艺如下图所示)。这是最有效、最环保的方法。毕竟干磨产生的粉尘也是个大问题。

除了简单的湿磨，干湿磨的方法是否可行？根据侯教授的经验，有人这样做，证明是可行的。成本、操作简单、混合均匀性不如湿磨。侯教授指出，干法粉碎对粗粉骨料的粉碎效率很高，但干法粉碎后，需要制成料浆才能进入砂磨机。这时候就要用到强大的分散设备，相当昂贵。比如青岛某公司生产的一台200L强力分散设备，价格上百万，而球磨机很便宜。20万左右的球磨机和20吨的料浆直接配入砂磨机，既低又好。如果是单纯用氧化铝粉做的，干磨后可以直接销售。但由于各种原料的混合以及砂磨机的要求，湿法研磨显然更适合制作耐磨氧化铝陶瓷球。

高科技氧化铝陶瓷球值得制作

在被问及低温慢烧带来的效率和产量问题时，侯教授承认，他创办的公司相当于一个研发平台，处于产业化前的试点阶段，更注重技术的含金量和产品的高质量高性能。他说，大约四天，一炉(半吨)氧化铝陶瓷珠就可以烧了。技术形成，产品性能稳定可靠后，可向大型、有实力的公司转让技术。比如目前与侯教授合作的一家青岛公司，一期年产7000吨，二期年产数万吨。侯教授的公司虽然产能很低，但是他开发的耐磨氧化铝陶瓷球价值不菲，一吨价值十几万。

耐磨氧化铝陶瓷球

耐磨氧化铝陶瓷球将取代氧化锆球

像氧化锆陶瓷球等磨球一样，耐磨氧化铝陶瓷球应用广泛。侯教授除了在特种陶瓷行业使用外，还提到了钛白粉、硅酸锆、涂料、食品等行业。耐磨氧化铝陶瓷球相比氧化锆陶瓷球有什么优势？侯教授为我们精心算了一笔经济账。总的来说，氧化铝球的磨损高于氧化锆球。但也有少数厂家，如侯教授等，95氧化铝陶瓷球的磨损与氧化锆球大致相同，但价格优势明显。以41000吨比重接近4的95氧化铝陶瓷球为例，与151000吨比重为6的氧化锆陶瓷球相比，在同一个磨机加载时，投入成本约为六分之一。另外，用氧化锆珠研磨氧化铝粉时，由于氧化锆陶瓷珠的硬度只有7，而氧化铝陶瓷珠的硬度是9，所以在研磨过程中氧化锆的消耗量非常大，研磨一吨氧化铝粉至少需要六七公斤的氧化锆珠。如果磨六公斤氧化锆珠，总共要900元。氧化铝珠差别很大，需要穿一两公斤。两公斤的话，50元一公斤才100元。可见这就是100和900的区别。综上所述，不难看出氧化铝陶瓷球比氧化锆球的一次性投资成本更低，运行成本更低。因此，未来氧化铝粉磨介质的发展趋势将是耐磨氧化铝陶瓷球取代氧化锆球。

除了成本计算，侯教授还考虑了产品纯度的影响。锂电池隔膜用高纯氧化铝粉研磨时，由于我国没有合适的氧化铝珠，所以采用氧化锆珠进行研磨。一吨氧化铝粉磨五六公斤氧化锆珠，99.9氧化铝粉纯度会降到99.4，99.99氧化铝粉纯度会降到99.49。虽然锆杂质的危害不是特别大，但是我国制造的锂电池确实和日本制造的差得很远。这也是侯教授近年来大力提倡微晶制备耐磨氧化铝陶瓷的原因之一。

亟待攻克的关键技术

在“牛逼，我的国家”的呐喊中，各行各业的专业人士也清醒地意识到了“卡在我们脖子上的是什么”。在粉体行业，据我们所知，有高端氧化铝粉、高纯应时、氯化二氧化钛、高性能碳纤维等关键材料和核心技术卡在脖子上。被称为“实用专家”的侯先勤教授也对耐磨氧化铝陶瓷的核心技术给出了自己的理解。侯教授指出，现在除了原料超细粉碎和低温慢烧外，整个行业，特别是氧化铝粉供应商，都需要降低初晶，要求低温，保证转化率94 ~ 95%。这对于氧化铝粉厂家来说很难，也不是所有厂家都能掌握的技术。也就是说，为了追求转化率，需要提高温度。一升高温会使初生晶体粗化、粗化。这种转化率和初晶的矛盾协调得很好，产生的初晶小，转化率不低，是关键的技术问题。

声明

1.本文内容由中国粉网下的粉香家团队创作。转载请注明出处！

2.请尊重和保护原张文，并拒绝任何其他账户直接复制原张文！