球磨是制备超细粉体和纳米粉体的重要手段,虽然目前已有多种可供选择的研磨材质,但到目前为止,氧化锆仍是最受欢迎的选项。从研磨材料的角度去看氧化锆,它与其它陶瓷研磨介质相比有三个非常突出的特点:其一是密度大;其二是硬度大;其三是韧性好。尽管采购成本偏高,但综合使用成本很有优势,更重要的它的磨耗比较低,尤其适用于不能受污染的高纯物料,如研磨电子元件浆料等。
小到看不见的氧化锆珠
一般来说,研磨产品的粒度约为研磨介质的1/1000,因此当产品粒度要求在纳米级时,需要使用直径更小的研磨介质。所以,研磨介质的质量和尺寸直接决定了球磨的能力和效率,而研磨介质的尺寸往往和制备工艺有很大的关系。目前常用的滚动法成本低、技术成熟,因此应用相当广泛。但滚动法在制备超细微珠时有较大困难,对于目前业内的极限——直径为0.05mm的研磨微珠的制备,只能说是有心无力。
不过随着人们对真正纳米材料的需要的提高,相关工艺的技术都得到了全方位的发展,比如说清华大学核能与新能源技术研究院就在研究和总结的基础上,优化了一套超细氧化锆珠的制备工艺。该工艺利用溶胶凝胶技术,使物料纳米级混合,有效降低了烧结温度,同时产品圆度、密度等指标达到了较高水平。最重要是它在制备小尺寸微珠方面具有很大的优势,能够方便的制备出直径在50微米以下的微珠,最小直径可达1微米。