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電瓷坯料的混合與研磨
發(fā)布時(shí)間：
2025-07-30 15:21
來源：
電瓷坯料的混合與研磨是將按配方比例配好的原料（黏土、石英、長(zhǎng)石等）通過物理加工轉(zhuǎn)化為具有均勻成分、合適顆粒細(xì)度及成型性能的坯料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接決定后續(xù)成型（如可塑成型、注漿成型、干壓成型）的穩(wěn)定性和最終產(chǎn)品質(zhì)量。其核心是通過“均化”與“細(xì)化”賦予坯料良好的可塑性、流動(dòng)性或壓實(shí)性，為成型和燒成奠定基礎(chǔ)。
一、核心目的
成分均勻化：
消除原料顆粒的局部偏析，確保坯料中各成分（如Al?O?、SiO?、熔劑礦物）在微觀層面分布一致，避免成型后坯體因成分不均導(dǎo)致燒成收縮差異，防止開裂或結(jié)構(gòu)缺陷。
顆粒細(xì)化與級(jí)配優(yōu)化：
將原料顆粒破碎至目標(biāo)細(xì)度（根據(jù)成型方式調(diào)整），并形成合理的顆粒級(jí)配（粗、中、細(xì)顆粒按比例搭配），提高坯體致密度（燒成后氣孔率≤3%），同時(shí)滿足成型對(duì)坯料流動(dòng)性（注漿）或可塑性（可塑成型）的要求。
賦予成型性能：
通過混合與研磨過程中的水分調(diào)節(jié)、添加劑引入（如塑化劑、分散劑），使坯料具備適合成型工藝的特性（如可塑坯料的可塑性指數(shù)3-5，注漿料漿的粘度50-100cP）。
二、坯料預(yù)處理
混合與研磨前需對(duì)配好的原料（按配方比例稱量的黏土、石英、長(zhǎng)石等）進(jìn)行預(yù)處理，確保初始狀態(tài)穩(wěn)定。
除雜與篩分：
通過磁選去除鐵屑，過篩去除大塊雜質(zhì)（如未破碎的石英塊），防止損壞研磨設(shè)備。通常由原料廠家進(jìn)行。
水分調(diào)節(jié)：
黏土類原料需檢測(cè)初始水分，若水分過高需預(yù)干燥，確保配料準(zhǔn)確和研磨效率。
儲(chǔ)存：
各類原料分類存放，保持干燥清潔。
三、混合與研磨工藝
混合與研磨同步進(jìn)行（濕磨過程），通過加水制成料漿，在研磨介質(zhì)作用下實(shí)現(xiàn)混合與顆粒細(xì)化，同時(shí)液體介質(zhì)促進(jìn)顆粒分散。研磨是通過機(jī)械力（沖擊、擠壓）將混合后的原料顆粒破碎至目標(biāo)細(xì)度，并優(yōu)化顆粒級(jí)配的過程，直接決定坯料的成型性能和燒成特性，是電瓷坯料制備的核心環(huán)節(jié)。
核心設(shè)備：球磨機(jī)
電瓷坯料研磨90%以上采用濕磨（球磨機(jī)），因其能同時(shí)實(shí)現(xiàn)混合與細(xì)化，且料漿狀態(tài)便于后續(xù)處理（注漿直接使用，干壓經(jīng)噴霧干燥）。
分類：
間歇式球磨機(jī)：適合多品種、小批量生產(chǎn)，筒體傾斜卸料，可靈活調(diào)整研磨時(shí)間（8-16小時(shí)）。
連續(xù)式球磨機(jī)：原料從進(jìn)料端連續(xù)進(jìn)入，經(jīng)多倉(cāng)研磨（粗磨倉(cāng)→細(xì)磨倉(cāng)）后從出料端排出，單臺(tái)日處理量可達(dá)50-100噸，適合大規(guī)模化生產(chǎn)。
工作原理：
筒體旋轉(zhuǎn)時(shí)，球石在重力、離心力和摩擦力的作用下被提升到一定高度后拋落或滾落。物料在球石的沖擊、擠壓和研磨作用下被粉碎，同時(shí)各種成分被強(qiáng)制混合。
研磨介質(zhì)：
材質(zhì)：天然鵝卵石（成本低，易污染）、高鋁瓷球（硬度高、耐磨、污染小）、氧化鋯球（硬度最高、磨損極小、成本高）。電瓷行業(yè)趨向于使用高鋁瓷球。
級(jí)配：粗磨倉(cāng)用大球（φ60-80mm）破碎粗顆粒，細(xì)磨倉(cāng)用小球（φ20-40mm）細(xì)化顆粒，級(jí)配比例（大:中:小）通常為2:3:5，確保顆粒從粗到細(xì)逐步破碎，避免“過磨”或“欠磨”。
料球比：
通常在 1:(1.5~2.5) 范圍內(nèi)優(yōu)化。球石過少則效率低；過多則有效容積減小，且球石間碰撞增加能耗和磨損。
固液比：
根據(jù)目標(biāo)坯料含水率和泥漿流動(dòng)性要求確定。水過少則泥漿粘稠，流動(dòng)性差，研磨效率低且易糊磨；水過多則泥漿過稀，球石沖擊力減弱，效率也低，且后續(xù)脫水能耗高。通常加入少量電解質(zhì)（解凝劑/稀釋劑，如水玻璃、碳酸鈉、腐殖酸鈉、聚電解質(zhì)等）來降低泥漿粘度，減少加水量，提高固含量和流動(dòng)性。加入0.5%羧甲基纖維素（塑化劑），可提升可塑性指數(shù)1-2個(gè)單位。
研磨時(shí)間：
直接影響最終細(xì)度。時(shí)間不足，顆粒粗，影響燒結(jié)和性能；時(shí)間過長(zhǎng)，效率低，能耗高，某些成分（如長(zhǎng)石）過度粉碎也可能帶來負(fù)面影響。需通過定期取樣檢測(cè)細(xì)度來確定最佳時(shí)間。
球磨機(jī)轉(zhuǎn)速：
影響球石的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（瀉落、拋落、離心）。通常控制在臨界轉(zhuǎn)速（球石開始離心化貼附筒壁的轉(zhuǎn)速）的 60%-85% 左右，以達(dá)到最佳的沖擊和研磨效果。轉(zhuǎn)速過低，效率低；過高，球石離心化，失去研磨作用。
顆粒級(jí)配：
合理的顆粒級(jí)配（粗顆粒填充骨架，細(xì)顆粒填充間隙）可提高坯體堆積密度，減少燒成收縮（總收縮率控制在8%-12%）。
四、干法坯料的混合與研磨
應(yīng)用：主要用于生產(chǎn)形狀相對(duì)簡(jiǎn)單、尺寸精度要求較高的電瓷產(chǎn)品，采用干壓或等靜壓成型。
干法混合：
將研磨好的粉料與粘土粉、添加劑（粘結(jié)劑如PVA、潤(rùn)滑劑如硬脂酸鹽、造孔劑等）在干式混合機(jī)（如V型混合機(jī)、雙錐混合機(jī)、高速攪拌混合機(jī)）中充分混合均勻。
干法研磨：
硬質(zhì)原料單獨(dú)或混合后在干式球磨機(jī)或振動(dòng)磨中進(jìn)行干法研磨至要求細(xì)度。
噴霧干燥造粒 (關(guān)鍵步驟)：
將混合均勻的干粉料與適量的水（和粘結(jié)劑溶液）在攪拌機(jī)中制成漿料。漿料通過噴霧干燥塔霧化成細(xì)小液滴。熱空氣使液滴瞬間干燥，形成流動(dòng)性好、顆粒強(qiáng)度適中、具有合適粒徑分布和一定孔隙率的球形顆粒。這種顆粒料具有優(yōu)異的流動(dòng)性、填充性和壓制性，適用于自動(dòng)化干壓成型。
關(guān)鍵控制點(diǎn)：
粉料細(xì)度及分布、混合均勻性、噴霧干燥顆粒的粒度分布、顆粒強(qiáng)度、含水率、流動(dòng)性。
五、質(zhì)量控制
混合均勻度不足（通常為干混）：
表現(xiàn)為坯體燒成后局部強(qiáng)度差異（偏差＞5MPa）或介電性能波動(dòng)（擊穿強(qiáng)度偏差＞2kV/mm）。解決措施：延長(zhǎng)干混時(shí)間。
研磨細(xì)度異常：
顆粒過粗（D50＞20μm）：注漿料漿懸浮性差（24小時(shí)沉淀率＞5%），燒成后氣孔率＞8%，強(qiáng)度下降。解決措施：增加小球比例（小球占比提高至40%），延長(zhǎng)研磨時(shí)間2-3小時(shí)。
顆粒過細(xì)（D50＜3μm）：可塑坯料干燥收縮率＞15%，易開裂；注漿料漿粘度驟升（＞200cP），流動(dòng)性差。解決措施：減少研磨時(shí)間，降低固液比（增加水量）。
料漿穩(wěn)定性差（注漿成型）：
靜置后分層，原因是分散劑不足或顆粒團(tuán)聚。解決措施：補(bǔ)加0.1%水玻璃，或用超聲波處理（10-15分鐘）打散團(tuán)聚顆粒。
坯料可塑性不足（可塑成型）：
成型時(shí)泥料易斷裂，原因是細(xì)顆粒占比低或水分不足。解決措施：增加黏土用量（5%-10%），調(diào)整捏練水分至20%-22%。
電瓷坯料的混合與研磨是“均勻化-細(xì)化-功能化”的過程：通過混合確保成分一致，通過研磨控制顆粒細(xì)度與級(jí)配，最終賦予坯料適合成型工藝的性能（流動(dòng)性、可塑性、壓實(shí)性）。需根據(jù)成型方式精準(zhǔn)調(diào)整工藝參數(shù)（如研磨時(shí)間、介質(zhì)級(jí)配、添加劑），并通過嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)（均勻度、細(xì)度、料漿粘度）保障坯料穩(wěn)定性，為后續(xù)燒成生產(chǎn)出高強(qiáng)度、高介電性能的電瓷產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。
電瓷坯料的混合與研磨
聯(lián)系方式
