在工程陶瓷的制備中，一般需要對原料粉體進行處理，即通過“造粒”，使原料粉體的具有理想形狀、大小以及合理粒徑分布的粉料^[1]。氮化硅陶瓷的制備過程中有兩個關鍵因素：

a、為了保證氮化硅坯體的燒結活性，氮化硅粉體原料d50一般小于1微米，但過細粉體流動性較差，影響陶瓷燒結產品的致密度及均勻性。

b、純氮化硅難以燒結致密，通常需要添加燒結助劑，常用的氮化硅燒結助劑有氧化鎂、 氧化鋁、氧化釔等，需根據不同的應用需求選用。如何使燒結助劑均勻分散在氮化硅粉體中也是陶瓷制備工藝中需要解決的重要問題。

氮化硅造粒粉

如上以上兩個關鍵問題，都需要通過原料粉體的造粒處理得以解決。下文將為大家簡單介紹一下常見的氮化硅陶瓷粉料的造粒工藝。

一、干壓造粒

指將粉料通過模具成型，然后破碎、球化的過程。干壓造粒工藝步驟為：預壓輸送—滾壓成型—破碎造粒。

干壓造粒具有造粒效率高、生產成本低等優點。特別地，與一些造粒方法，如噴霧造粒相比，干壓造粒所需粘結劑含量非常低，這樣可以減少因為粘結劑導致的燒結密度低，氣孔多的問題。

二、冷等靜壓造粒

粉體經過冷等靜壓工藝壓制成坯體，再通過破碎機破碎，過篩，完成造粒過程。冷等靜壓造粒與干壓造粒方法類似，同樣是將粉體置于一定壓力下成型，再破碎球化的造粒方法，區別在于干壓成型放入特定模具后，再置于冷等靜壓設備中。

冷等靜壓利用了液體介質不可壓縮的特點和均勻傳遞壓力的特點，可實現從各個方向對試樣進行均勻加壓，確保粉體各個方向所受到的壓強均勻且大小不變。

三、噴霧造粒

噴霧造粒是指將混合好的料漿直接噴霧到熱空氣中，快速干燥并得到形狀規則的球狀粉粒的造粒方法。

噴霧造粒粉體 電鏡圖

噴霧造粒具有干燥時間短，漿料霧化均勻，所得的粉料為球形度好，粒度分布均勻，流動性好等優點，目前已逐漸成為陶瓷粉料造粒的主要方法。對于氮化硅陶瓷粉體而言，噴霧干燥的造粒方式可以大大提高各組分在料漿中的均勻性。

四、總結

普通干壓造粒和冷等靜壓造粒都屬于加壓造粒。加壓造粒形成的團粒體積密度大，有利于提高坯體致密度，添加的塑化劑等有機物含量少，后期處理簡單；設備和工藝簡單；但由于經過破碎機破碎，團粒的形狀難以控制，一般很難為理想的球形，且存在噪音和粉塵的問題，對操作人員的健康和生產線環境存在不利影響。

噴霧造粒可實現連續自動化生產，可以提高生產效率，減少粉塵污染。應用噴霧造粒工藝顆粒形狀規則，有利于提高素坯的密度及均勻性，進而改善生坯燒結性能。

但噴霧造粒顆粒形貌不易控制，易出現空心、表面凹坑等缺陷。此外噴霧造粒所得的粉料通常需要進行有機物的燒除，確保有機物排除徹底以免影響氮化硅陶瓷的燒結性能，因此制定合理的排膠制度，并精確控制排膠過程十分重要。

參考文獻

   [1]王騰飛等.氮化硅陶瓷粉料造粒的研究進展[J].北京中材人工晶體研究院

   [2]黃智勇等.氮化硅粉體的行星式球磨工藝研究[C].全國工程陶瓷學術年會

   [3]陳加森等.氮化硅噴霧造粒粉的工藝研究[J]. 中材高新氮化物陶瓷有限公司

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