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深圳市叁星飛榮機械有限公司 2018-09-18 點擊3182次
碳化物陶瓷間的原子多以較強的共價鍵結合，因而表現出熔點高、硬度大，機械強度高，化學穩定性好等一系列優良性能，有些還具有特殊的電、磁或熱學性能，已在機械、化工、電子、航天、航空等許多領域中得到應用。但由于碳化物陶瓷中強的共價鍵結合，使得燒結比較難。近年來，圍繞著碳化物陶瓷的燒結溫度，采用一些先進的工藝做了深入的研究，歸納起來有效途徑：一是采用超細粉體原料，二是利用先進的燒結工藝，三是制備它們的復相或復合陶瓷。因此超細粉體的制備已經成為各種碳化物材料研究的重點。
制備超細粉體有“自下而上(Bottom-up)”和“自上而下（Top-down）”這兩種方法。“自下而上”指在材料化學合成的過程中通過控制材料的成核和長大，從而控制產物的尺寸制備納米顆粒；“自上而下”則是借助各種外力對塊狀顆粒粉碎，從而制備納米顆粒。
當前通過“自上而下”有效地工業化制備超細粉體的最有效設備是砂磨機，而市場上絕大多數是臥式砂磨機，但是臥式機和傳統立式機普遍存在四大難點難以解決，如機械密封容易泄漏及損壞、分離網容易堵塞、難以用超細珠實現納米級研磨以及研磨產品粒度不均勻。特別是遇到碳化物這類超硬、耐磨性好的陶瓷粉體材料，臥式機基本無計可施。
針對四大難點，叁星飛榮公司自主研發生產的具有獨立知識產權的立式無軸封無篩網砂磨機可實現各種碳化物的超細粉體的產業化制備。叁星公司董事長--謝小飛先生在“2018年全國碳化物粉體與陶瓷制備技術交流會”上作了“高能砂磨機制備碳化物超細粉體的產業化應用”的報告。報告中詳細介紹了工業化制備超細碳化物的實踐工作。
一、碳化硅
圖1 不同磨介研磨碳化硅的粒度隨時間的分布圖
圖2 不同磨介的磨耗分析圖
由圖1與可知：1.磨介越大、顆粒越粗，磨耗越大；反之亦然；2.為減少磨耗，應選擇硬度≥被磨物料硬度的磨介。
圖3 碳化硅的SEM圖
圖4 碳化硅的XRD分析圖
由圖3與圖4可知：物料經過超細研磨后，峰形（半峰寬）變寬，毛刺增多，說明結晶度下降，這是穿晶破碎導致晶面破壞所致。
二、碳化硼
圖5 碳化硼的SEM圖
圖6 碳化硼的XRD分析圖
由圖5與圖6可知：研磨時間越長，顆粒越細，碳化硼的特征峰逐漸減弱，硼酸特征峰逐漸增強，說明在水基研磨體系中存在以下反應，而且顆粒越細，活性越強，水解反應越明顯：
三、碳化鎢
圖7 碳化鎢的SEM圖
四、碳化鈦
圖8 碳化鈦的SEM圖
五、碳化釩
圖9 碳化釩的SEM圖
六、碳化鉬
圖10 碳化鉬的SEM圖
七、碳化鋯
圖11 碳化鋯的SEM圖
從碳化物的產業化應用實踐可知，立式無軸封無篩網砂磨機可以輕松制備得到亞微米粒級和納米粒級各種碳化物材料，而且研磨效率高，產品顆粒分布窄，究其因主要為：
（1）無軸封無篩網的結構設計決定了它可用于超硬耐磨的碳化物陶瓷材料的超細研磨；
（2）實驗過程采用分級研磨工藝，可實現有效的高效率超細研磨；
（3）該設備具有離心分離及分級功能：離心分離的作用，細顆粒物料被排出磨腔，研磨次數少，可防止過磨；大顆粒物料不能排出，在磨腔內多磨幾次甚至幾十次，很快被磨細；最終產品顆粒非常均勻，分布很窄；
（4）磨珠能量主要施加在對粗顆粒的有效研磨上，有用功比例增大，有效研磨效率增加。
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