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1、,研磨介质现状及发展趋势探讨,目录,CONTENTS,研磨介质概述及分类,01,氧化锆研磨介质概述,02,03,研磨介质发展趋势,Part 01 研磨介质概述及分类,1,自身磨耗低，减少由于磨介球的消耗带来的污染和成本增加。,2,硬度适中能够保护设备受磨损较小。,3,材料韧性好研磨过程中磨介球不易破损。,4,球形度好、密度较大、有利于提高研磨的效率。,高质量研磨介质要求,研磨介质概述及分类,玻璃珠,氧化铝珠,氧化锆珠,钢珠,玛瑙珠、硅酸锆珠,研磨介质概述及分类,价格便宜，比重大，但硬度低，磨耗大，常用于水泥、冶金矿山等领域。 。,钢珠,比重大，强度高，能量大，研磨效率高，价格高，无空心，无缺陷
2、，能实现超细磨，常用于涂料、电子浆料等多个领域。,氧化锆珠,比重中等，能量较大，研磨时间较短，价格较低，易形成空心缺陷，易破碎，破坏内衬，污染浆料。 。,硅酸锆珠,比重中等，硬度高，但磨耗较高，价格适中。,氧化铝珠,价格便宜，但由于比重小，研磨时间长，磨耗大，现使用较少。,玻璃珠,Part 02 氧化锆研磨介质概述,氧化锆锆珠的密度在6.0g/cm3以上，用作研磨介质时撞击能量强，可大大提高研磨分散效率，有效缩短研磨时间；其高硬度及高韧性使磨介磨损率小、适用寿命长、可大幅减少对研磨原料的污染，能够更好的保证产品质量。,高密度、高硬度、高韧性,氧化锆具有优良的化学稳定性，可以在酸性和碱性环境中使
3、用。,化学稳定性,ZrO2磨介适合各种砂磨机、磨剥机、搅拌球磨机、滚筒球磨机等对电子浆料、陶瓷粉末、磁性材料、电池原料、稀土材料、非金属矿、油漆、颜料、油墨、水墨、重钙、钛白粉、农药、食品医药原料等作高效、洁净和经济的分散和研磨。 在砂磨机、振动磨、行星磨和搅拌磨机中广泛应用。,应用,日本、德国等国家对ZrO2磨介研究较早，制备工艺较成熟，产品性能较佳。 进过多年的发展，国内对ZrO2磨介的研究也突飞猛进，取得一定的成果，形成了一定的生产规模。,生产状况,氧化锆性质之晶型转变,四方t-ZrO2,1170,2370,950,2370,单斜m-ZrO2,立方c-ZrO2,氧化锆性质之m-t相变,在
4、低温下锆离子趋向于形成配位数小于8的结构，即单斜相。 纯ZrO2烧结冷却时相变为无扩散相变，伴随产生约的体积膨胀和相当大的剪切应变（约）；相反，在加热时，由 相变，体积收缩。,氧化锆性质之稳定化处理,常见的ZrO2稳定剂是稀土或碱土氧化物，比如Y2O3、MgO、 CeO2、CaO。 机理：稳定剂的阳离子在ZrO2中具有一定的溶解度，可以置换其中的锆离子。而形成置换型固溶体，阻碍四方晶型(t)向单斜晶型(m)的转变，从而降低氧化锆陶瓷t-m相变的温度，使t-ZrO2亚稳至室温。, 含有部分t-ZrO2陶瓷在受到外力作用时微裂纹尖端产生张应力，松弛了四方相所受的压应力，微裂纹表面有一层四方相转变为
5、单斜相。由于单斜相产生7%左右的体积膨胀和剪切应变导致压应力，不仅抵消了外力造成的张应力而且阻止进一步的相变。,应力诱导相变增韧,氧化锆性质之增韧机理（一）,相变诱发微裂纹增韧,四方相转变为单斜相时体积膨胀导致的微裂纹,能在裂纹扩展过程中吸收能量，减少主裂纹的应力集中，起到提高断裂韧性的作用。,氧化锆性质之增韧机理（二）,裂纹弯曲增韧机理,氧化锆性质之增韧机理（三）,氧化锆作为复合材料的第二相时，由于其与基体材料之间的线膨胀系数和弹性模量的差异，导致在其周围形成应力场。当扩展着的裂纹尖端与这种应力场发生作用时，可使裂纹尖端的应力状态发生扭曲，使裂纹扩展发生偏转、绕道、分岔甚至被钉扎，从而提高材
6、料的抗断裂能。,JZ90-G,CeO稳定的氧化锆材料具有优良的抗老化性能，使用寿命长。,JZ95,Y2O3稳定氧化锆为四方相，具有优良的力学性能，韧性佳，使得耐磨性好。,JZ90-B,黑色氧化锆具有高密度，研磨效率高，相较于钢珠具有更好的耐磨性，常用于选矿等领域。,JZ80,复合氧化锆的主要成分为ZrO2、Al2O3、SiO2。其主要用于取代硅酸锆珠，其比重与硅酸锆珠接近，但耐磨性能更佳。,浙江金琨锆业有限公司氧化锆磨介产品系列,Part 03 研磨介质发展趋势,氧化锆研磨介质具有很大的优势，应用广泛。,研磨介质发展趋势,一、磨介粒径愈用愈小,a.物料研磨细度微米化 ：研磨介质粒径越小，物料与
7、磨介的接触点越多，研磨分散效果就越好，也能获得更小的研磨细度。当使用较大粒径锆珠对某一产品进行研磨时，无论经过多少道的砂磨，物料的粒径始终未能达到要求的细度 ；而当改用粒径较小的研磨珠时，效果即得到明显的提高。,b.砂磨机分离装置的改进: 允许使用的最小研磨珠粒径已成为评衡砂磨机质量档次的一重要指标。,二、磨介比重越用越大 a.从动力学公式P=mv可知，珠子的冲量P与珠子的质量m成正比，密度越大的珠子运动能量就越大，研磨效率也相对越高。 b.高输入能量密度砂磨机的生产 c.砂磨机接触件材质质量的提高,研磨介质发展趋势,三、磨介的粒径偏差愈来愈小,对于砂磨机，粒径均匀的研磨介质体现出其优越性，一方面是对物料细度的狭窄分布有一定贡献，另一面是大大减小碎珠的产生而减少砂磨机接触件的磨损和避免对产品的污染。,研磨介质发展趋势,综上，从研磨介质的发展趋势可以看出，对研磨介质的要求越来越高，也越来越具体，这就需要我们从材料配方及制备工艺上寻求创新，进而满足对于研磨效率、磨介寿命等的全新要求。以3Y-ZrO2磨介为例，由于存在低温老化问题，在150250 的水蒸气气氛中，性能衰减严重。引入适量的CeO2、 Al2O3和降低烧结体的晶粒尺寸等可以在一定程度上缓解性能衰减。,研磨介质发展趋势,感谢聆听,Thank you,
