Sebuah "bola" dapat secara signifikan mempengaruhi hasil aplikasi alumina{0}}kemurnian tinggi.
Alumina-dengan kemurnian tinggi, karena sifat optik, listrik, termal, dan mekaniknya yang luar biasa, telah menjadi bahan dasar penting yang mendukung pengembangan industri-teknologi tinggi modern. Mulai dari lampu LED dan pemisah baterai litium hingga wafer semikonduktor dan-komponen optik kelas atas, berbagai tingkat kemurnian alumina dengan kemurnian tinggi-memainkan peran yang tak tergantikan, sehingga menimbulkan-permintaan yang semakin tinggi terhadap kualitas bubuk.
Selama pembuatan bubuk-nano-alumina dengan kemurnian tinggi, peralatan penggilingan ultrahalus basah seperti ball mill dan bead mill adalah pilihan yang lebih disukai untuk tahap kominusi. Dalam penggunaan peralatan penggilingan ultrafine tersebut, pemilihan media penggilingan merupakan hal yang sangat penting, karena menentukan biaya, efisiensi, dan kualitas produk akhir setelah penggilingan. Media penggilingan yang umum termasuk manik-manik kaca, manik-manik zirkonium silikat, bola baja, bola alumina, bola zirkonia, dll. Ini memainkan peran penting dalam proses penggilingan basah dan mengurangi ukuran partikel bubuk. Namun, penting untuk dicatat bahwa bahkan media penggilingan dengan ketahanan aus yang sangat baik tidak dapat sepenuhnya menghindari gesekan, dan partikel yang aus akan mencemari material yang sedang digiling. Oleh karena itu, produsen umumnya lebih memilih menggunakan media gerinda yang terbuat dari bahan yang sama atau serupa.
01 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Bola Media Penggilingan Alumina
Bola keramik alumina merupakan komponen keausan-gesekan, dan laju keausannya dipengaruhi oleh faktor internal dan eksternal, dengan faktor internal yang memiliki dampak lebih besar.
Ketahanan aus keramik alumina berkaitan erat dengan sifat mekanik material dan efek sinergis struktur mikronya. Saat ini, ketangguhan dan ukuran butiran keramik merupakan faktor yang paling banyak dipelajari dan merupakan faktor internal yang paling erat kaitannya dengan ketahanan aus. Ketangguhan mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap keramik. Karena ukuran butiran yang lebih kecil umumnya menghasilkan ketahanan aus yang lebih baik pada keramik,-keramik tahan aus sedang dikembangkan menuju struktur mikrokristalin.
Selama penghancuran bubuk menggunakan peralatan gerinda, keausan patah getas pada media gerinda tidak hanya mempengaruhi masa pakai media itu sendiri tetapi juga dengan mudah menyebabkan masalah kontaminasi. Oleh karena itu, untuk mengurangi dampak penggilingan terhadap kemurnian bubuk alumina, sering kali perlu menggunakan butiran gerinda keramik alumina yang tahan aus dan memiliki kemurnian tinggi.
02 Pemilihan Bahan Baku
Kemurnian
Secara umum, penggunaan bubuk -Al₂O₃ dengan kemurnian tinggi merupakan prasyarat penting untuk menyiapkan bola gerinda alumina berkinerja tinggi. Hal ini terutama karena: Pertama, penggunaan bubuk -kemurnian tinggi -Al₂O₃ dapat secara efektif mengurangi risiko pembentukan pori setelah sintering dan menghindari kemungkinan kotoran anorganik bereaksi dengan bubuk keramik pada suhu tinggi atau tertinggal dalam matriks untuk membentuk retakan mikro. Hal ini memastikan kepadatan bola gerinda alumina, memberikan efisiensi penggilingan dan ketahanan aus yang lebih tinggi. Kedua, menggunakan bahan mentah dengan-kemurnian tinggi berarti bahwa meskipun bola gerinda mengalami keausan yang signifikan, partikel yang terlepas tidak akan mencemari bubuk alumina dengan-kemurnian tinggi, sehingga kemurniannya tetap terjaga.
Ukuran Partikel
Mekanisme keausan bola gerinda terutama melibatkan deformasi plastis dan patahan transgranular parsial, yang mengakibatkan keausan ringan. Jika butirannya kasar, dapat terjadi keretakan antar butir, yang menyebabkan keausan parah. Semakin kecil ukuran butirannya, semakin baik ketahanan aus keramik tersebut. Oleh karena itu, ketika memilih ukuran partikel bubuk mentah, disarankan untuk menggunakan bahan baku -Al₂O₃ dengan ukuran partikel sekecil mungkin untuk mengurangi ukuran butiran keramik dan meningkatkan ketahanan aus bola gerinda. Selain itu, dibandingkan dengan partikel yang lebih besar, partikel yang lebih kecil memiliki luas permukaan spesifik atau energi permukaan yang lebih besar, sehingga memberikan gaya penggerak sintering yang lebih besar, suhu sintering yang lebih rendah, dan kepadatan sinter yang berpotensi lebih tinggi, sehingga meningkatkan sifat mekanik material.
03 Teknologi Cetakan Juga Penting
Secara umum, semakin baik kebulatan bola gerinda, semakin seragam distribusi ukuran partikel produk giling. Bola gerinda yang lebih kecil menghasilkan lebih banyak titik kontak antar bola selama penggilingan, sehingga menawarkan lebih banyak peluang untuk kominusi material dan memungkinkan penggilingan yang lebih halus. Saat ini, teknologi pencetakan untuk memproduksi media penggilingan keramik bulat baik di dalam negeri maupun internasional meliputi metode drop moulding (granulasi bola), pengepresan isostatik, dan penggulungan. Kualitas produk yang dihasilkan dengan metode pencetakan yang berbeda bervariasi.
Drop Moulding (Granulasi Bulat)
Metode pencetakan jatuh, juga dikenal sebagai metode gelasi eksternal, adalah metode berkelanjutan dan efisien untuk memproduksi mikrosfer keramik berdiameter kecil-. Ciri-cirinya adalah tetesan-tetesan yang terbentuk dari slurry terbentuk menggunakan tegangan permukaan dalam media berminyak. Kebulatan yang dicapai dengan metode ini lebih baik dibandingkan dengan metode penggulungan tradisional. Microbeads secara internal seragam dan padat, tidak memerlukan penyemprotan atau cetakan pengikat tambahan, dan metode ini secara teknologi lebih unggul daripada metode pengepresan dan penggulungan isostatik untuk produksi bola keramik berdiameter-kecil.
Penekanan Isostatik
Pengepresan isostatik melibatkan pengisian bubuk ke dalam cetakan bola fleksibel, menyegel cetakan, dan menempatkannya ke dalam ruang kerja pengepres isostatik dingin. Cetakan dikompresi oleh media cair yang memberikan tekanan seragam dari segala arah. Setelah demolding, tubuh hijau bulat diperoleh. Tekanan tinggi yang isostatik dan seragam membuat bola hijau menjadi padat secara merata, sehingga menghasilkan kekuatan hijau yang lebih tinggi. Namun, keterbatasan akibat cetakan menyebabkan rendahnya efisiensi produksi, sehingga membatasi penerapan teknologi pengepresan isostatik dalam produksi bola keramik-berdiameter kecil.
Proses Pengepresan Isostatik (Diagram placeholder)
Metode Bergulir
Metode penggulungan saat ini merupakan teknologi utama untuk produksi massal manik-manik gerinda berdiameter kecil. Prinsipnya mirip dengan "membuat bola salju". Prosesnya melibatkan penyemprotan cairan pengikat untuk melembabkan bola inti, kemudian menambahkan bubuk kering ke bagian luar inti yang dibasahi, yang kemudian dipadatkan dengan cara menggulung. Metode ini pada prinsipnya sederhana dan memiliki efisiensi produksi yang tinggi, menjadikannya metode terbaik untuk mencetak bola keramik berskala-milimeter. Saat ini, banyak perusahaan domestik telah mencapai kontrol otomatis dan optimalisasi berbagai parameter, termasuk perangkat penyemprotan dan pengumpanan bubuk, sehingga memungkinkan produksi massal-bola keramik berkualitas tinggi seperti alumina dan zirkonia.
04 Rezim Sintering
Suhu sintering yang terlalu tinggi dan waktu penahanan yang terlalu lama dapat mendorong pertumbuhan kristal Al₂O₃ dan meningkatkan jumlah fase cair. Hal ini tidak hanya mengurangi kekuatan tetapi juga mengurangi ketahanan aus. Namun jika suhunya terlalu rendah maka densitas sinternya menurun, dan ketahanan aus bola keramik juga menurun. Meskipun kandungan Al₂O₃ tinggi, suhu sintering yang tidak sesuai tidak menjamin ketahanan aus yang baik; kuncinya tergantung pada komposisi fase dan struktur mikro bola keramik. Oleh karena itu, perlu ditentukan suhu sintering yang tepat dan mengontrol waktu penahanan yang tepat. Umumnya,-teknologi pembakaran cepat bersuhu rendah dapat diadopsi, yang menawarkan manfaat-penghematan energi yang signifikan. Ini juga membantu menghambat pertumbuhan butiran pada bola keramik alumina, yang bermanfaat untuk meningkatkan kekuatan dan ketangguhan produk, sehingga meningkatkan ketahanan ausnya.
Alat bantu sintering secara signifikan memengaruhi-pengapian cepat bersuhu rendah. Sistem yang umum digunakan mencakup sistem SiO₂-CaO-MgO, sistem MnO₂-TiO₂-MgO, dan sistem CuO-SiO₂. Sistem ini dapat secara signifikan mengurangi suhu sintering sekaligus memurnikan butiran, menstabilkan struktur, dan meningkatkan sifat mekanik material.