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CAC2025 廣州先進陶瓷論壇暨展覽會

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粉體造粒:要如何才能把“粒”造好?
日期:2020-01-07    瀏覽次數:
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無論是什么加工環境,粉塵飛揚都顯然會讓人不喜。因此為了降低粉塵污染、改善產品物理性能,“粉狀產品粒狀化”,也就是“造粒”成為了粉體后處理技術發展的必然趨勢。


在工程陶瓷的制備中,為了使原料粉體具有理想形狀、大小以及合理粒徑分布,“造粒”同樣也是必要的,而且“造粒”的好壞程度與陶瓷成品質量有直接的影響關系——比如說從燒成的角度上看,陶瓷粉體是越細越好,但是由于表面能高、流動性差,在壓制成型時細粉往往不容易均勻充滿模具,導致成型件會有空洞、邊角不致密、層裂、彈性后效等問題,采用造粒工藝的話就可以解決這一問題。


粉體造粒技術選擇需考慮到的因素


是否能造好“粒”,有很多的影響因素。材料方面有漿料的懸浮性能,流動性,粘度,固含量,以及漿料的分散粒徑等;助劑方面比如粘結劑等;不同的粉體設備選型等。必須要三者協調,最后才能出來好效果。


①工藝相關


首先,在造粒前首先要明確粉體的用途。用途不同時,對顆粒形狀也有不同的要求,比如說攪拌混合造粒、流化造粒等方法得到的產物是形狀不十分規則的球形顆粒;滾動成球可獲得較光滑的圓球體;對于特殊形狀的規則顆粒制備則需要借助壓縮和擠出造粒的方式。


各種工藝各有所長,(1)攪拌混合造粒法優點是:成型設備結構簡單、單機產量大、顆粒易溶解;缺點是顆粒均勻性不好,所形成的顆粒強度較低。(2)加壓造粒法的優點是形成的團粒體積密度大、添加的塑化劑含量少、設備和工藝簡單,缺點是由于經過破碎機破碎;(3)流化造粒的有點是生產效率高,缺點是制備的顆粒較為疏松,真球度及表面光潔度都很差。(4)噴霧和分散彌霧法優點在于粉體的造粒過程和干燥過程同時進行,缺點是顆粒強度低,粒度較小,顆粒形貌不易控制,易出現空心、表面凹坑等缺陷。


噴霧和分散彌霧法工藝示意圖


②原料相關

明確造粒工藝后,就需要對原材料進行選擇。若選用滾動造粒,就需確保原料粉料是否有足夠的細度來保證滾動造粒的進行;若選用擠出造粒,原料與水捏合后的塑性是否足夠;若是濕法粉磨或液相合成的漿狀產物,是否容易霧化;若采用噴漿造粒,原料的熱敏性怎樣。


③助劑相關

在材料方面,陶瓷粉體在經過粉磨后會有許多<1微米的顆粒,由于弱力的作用它們的流動性會變得非常差,直接影響漿料的懸浮性能、粘度、固含量以及漿料的分散粒徑等,這些都是要靠助劑來解決。

通常每個廠家都有自己的配方,其中細節各類添加劑包括粘結助劑,脫模,還根據燒結方式不同添加燒結助劑,各類助劑的比例直接影響燒結密度,可謂是每家必備的獨門武器。


④造粒粉相關

一般而言,造粒粉的流動性好,干壓的產品密度梯度小,燒出來的陶瓷產品缺陷更少。但是造粒粉的粒度太小時,流動性會受到影響。有業內人士表示,采用一般工藝制備的造粒粉,低于25微米就流動性就很差了,所以一般在50微米到150微米之間的亞微米造粒粉用得比較多。但是如果能在保持流動性的前提下,讓造粒粉粒徑更小,無疑能讓陶瓷成品性能更佳。據稱,目前一些德國設備可以成功制備出粒度為5微米甚至1微米且流動性佳的粉體。


氮化硅造粒粉


粉體圈 小榆整理