現代的粉體研磨技術是上一個世紀的后期才逐步發展更快的,具體的原因是基礎工業對于各類粉體的要求越來越高。基本的特點就是朝著高純、超細和高分散性的方向發展。上個世紀的六、七十年代,陶瓷及電子陶瓷行業中,普遍使用球磨機作為超細粉體的生產工具。
隨著工業界對粉體的要求不斷精細化,人們對于研磨技術的不斷認識,高能球磨的概念來到了這個技術的前沿。隨后,便誕生了現代粉體工業的砂磨機。伴隨著砂磨機技術的不斷成熟,對于砂磨機中最重要的配件:超小磨介微珠及其技術也就逐步成長了起來。磨介對研磨效率影響、磨介因磨損報廢、磨介引起產品污染等問題一直是大家對研磨介質的關注熱點。
對于一些要求更高細度及更高純度要求的亞微米材料,傳統研磨介質已經無法滿足要求,因此有人提出采用超微氮化硅作為研磨介質的方案以控制亞微米材料的雜質污染及細度。

一、研磨介質尺寸對研磨體系的影響
砂磨機通過研磨介質傳遞能量而達到粉碎的目的。研磨介質間的接觸產生機械力,對物料產生有效研磨。小研磨介質球之間接觸碰撞的幾率比較大,但直徑過小也會因產生的剪切、摩擦力變小而降低磨效。
因此在一定范圍內,同種材質的研磨介質,其尺寸越小,研磨效率越高。此外,陶瓷微珠越小,其內部缺陷越小,就越不易破損,可有效的降低研磨介質的磨損。用于超細粉碎時,一般用平均直徑1mm以下的研磨介質。但研磨介質與被研磨材料比重不同,因此在實際生產需要通過測試以確定具體顆粒大小。
氮化硅陶瓷磨介球大小選取的自由度很大,由0.1毫米至幾十個毫米可以根據工藝隨便選擇,可以適應任何普通球磨、高能球磨和砂磨機的工藝。因此,在研磨介質尺寸上選擇上,氮化硅可以滿足要求。
目前氮化硅微珠采用等靜壓工藝制備,威海圓環先進陶瓷股份有限公司經過幾年的工藝摸索,投入了大量的人力物力,終于摸索出氮化硅微球冷等靜壓技術并投入了工業化生產。
二、氮化硅作為研磨介質有何特殊之處
1、氮化硅是世界上最硬的三種材料之一,僅次于金剛石和六方氮化硅晶體,因此氮化硅陶瓷的磨耗非常小,有資料報道研磨某種材料的24小時磨耗只有百萬分之一,這對于提高研磨材料純度具有很大的益處。
2、氮化硅陶瓷在研磨過程中的機械化學反應的副產物只有氮元素和硅元素,其中氮元素的兩個原子會化合為氮氣,直接揮發;硅原子一般會和少量的氧結合為二氧化硅。
三、氮化硅研磨介質用于硅碳負極材料研磨猜想
粉體圈14日報道:硅碳負極材料,是一種粉末狀的新材料,主要成分為硅、石墨和硬脂酸等。原材料主要為硅粉、石墨粉、硬脂酸、異丙醇等,生產工藝主要為混合攪拌、研磨、噴霧干燥等。
我推測,這個硅碳負極材料,必不可少的參數是原材料盡可能高的純度、粉體的更小粒度和將幾種材料混合的更趨于均勻。基于氮化硅材料的一些特性,我認為:氮化硅陶瓷磨介球將是研磨硅碳電池負極材料最得力之研磨磨介球。
當然,這還只是出于對硅碳電池負極材料工藝特點的一般分析。要生產出更高質量的硅碳電池負極材料粉體,還需要進行工藝試驗進行鑒定。上述觀點,只是基于對氮化硅材料、研磨工藝以及我對機械力化學原理等進行的綜合分析,在新型電池行業的學者和專家面前也就是班門弄斧,個人之見,歡迎大家拍磚指導。
作者:無味坊
作者:粉體圈
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