Influencia de la temperatura de sinterien el rendimiento de las bolas de molienda de cerámica Zirconia

Desde la década de 1970, el profesor Gavrie de Australia descubrió el mecanismo de endurecimiento de la cerámica zirconia, cerámica zirconia han encontrado amplias aplicaciones en diversas cerámicas estructurales y funcionales. Bolas trituradoras de cerámica de Zirconia, como un producto muy utilizado y versátil dentro de la cerámica de Zirconia, se aplican ampliamente en industrias tales como cerámica, materiales de construcción, productos químicos, recubrimientos, electrónica, maquinaria, alimentos, productos farmacéuticos y cosméticos. Debido a las excelentes propiedades de zirconia, incluyendo alta dureza, alta resistencia, alta tenacidad, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, y de alta densidad, bolas de molienda de cerámica zirconia no sólo se utilizan ampliamente para la molienda cerámica zirconia, sino también para otras aplicaciones tales como polvos de cerámica electrónica, polvos de material magnético, de alta tecnología estructural y funcional polvos de cerámica, cerámica diaria pigmentos y esmal, revestiquímicos, polvos de pulido mecánico, productos farmacéuticos, Y molienda de polvo alimentario, donde proporcionan inigualefectos de molienda y dispersión, reduciendo impurezas y mejorando la eficiencia de molienda.

La sinteries un paso crítico en la producción de productos cerámicos, ya que desempeña un papel importante en la determinación de la microestructura y propiedades de los materiales cerámicos. Durante la sinteri, las propiedades físicas y químicas de los cuerpos cerámicos cambiar, que en última instancia influyen en el rendimiento del producto final. Uno de los parámetros cruciales del proceso durante la sinteries la determinación de la temperatura de sinteri. Este estudio se centra en el impacto de la temperatura de sinterien la densidad y la resistencia al desgaste de bolas de molienda de cerámica de zirconia lamin.

Preparación y pruebas de rendimiento de bolas de molimiento cerámico de Zirconia preparación de bolas de cerámica de Zirconia BlanksZirconia bolas de molimiento cerámico se preparcon ZrO2 (fracción molar) estabilicon un tamaño medio de partícula de 3,75 µm como materia prima. Los blanks de la bola fueron fabricados usando un método de formado rodante. El proceso de fabricación implicla colocación de una cierta cantidad de núcleos de bolas de zirconia prefabricados (con un tamaño inferior a 0,5 mm) en un tren de laminy la rotación continua a una velocidad constante de 40 RPM. Una solución de agua de alcohol polivinílico al 0,3% se roció sobre las superficies del núcleo de la bola, seguido de la adición de polvo de zirconia A la mezcla. Después de rodar durante 1 minuto para asegurar la fijación firme del polvo a los núcleos de la bola, el tamaño de la bola aumentó gradualmente a unos 7 mm. Se detuvo la pulveri, y las bolas se rodaron durante aproximadamente 30 minutos para pulir sus superficies. Después de detener la máquina, las bolas de molienda de cerámica de zirconia resultantes eran lisas, redondas y de buena redon. A los blanse se les permitió secar al aire durante 24 horas y luego se secaron a fondo en un horno de 80°C. La densidad de los blanks secos de la bola se calculó con base en el volumen total determinado midiendo el diámetro de diez blanks de la bola y pesando su peso total. La densidad calculada de las bolas secas fue de 4,29 g/cm ².

1.2 proceso de sinteride de Zirconia bolas de cerámicaslas bolas de cerámica de Zirconia se dividieron en cuatro grupos, cada uno sometido a diferentes procesos de sinteri. El proceso de sinteriimplica el calentamiento de la temperatura ambiente a la temperatura de sinterideseada, con una tasa de calentamiento de 100°C/h. Una vez que la temperatura alcanzó los 1000°C, la tasa de calentamiento se redujo a 50°C/h, y las temperaturas de sinteripara los cuatro grupos se establecieron en 1450°C, 1500°C, 1550°C, y 1600°C. A continuación, las muestras se enfriaron en el interior del horno para obtener bolas de trituración cerámicas de zirconia con un diámetro de aproximadamente 6 mm.

1.3 prueba de las propiedades de la bola de cerámica de Zirconia medición de la densidad: la densidad de volumen de las bolas de cerámica sinteride Zirconia se determinó midiendo su peso en seco y peso en agua con una balanza con una precisión de 0.0001 g. La densidad de volumen de las bolas de cerámica resistente al desgaste se calculutilizando el método de Arquímedes.

Medición de la tasa de abrasión: se seleccionaron aproximadamente 1 kg de bolas de molienda de cerámica de zirconia de cada grupo para la prueba de la tasa de abrasión. Estas bolas fueron colocadas en un bote de poliuretano con un diámetro interior de 220 mm y una longitud de 220 mm. Luego se le agreg500 mL de agua desionizada, y la mezcla se muele a 60 RPM durante 48 horas utilizando un molino de bolas. Después de la prueba, las muestras fueron lavadas con agua, secadas en un horno de 80°C, y luego pesadas para calcular la tasa de abrasión, expresada como (m - mZ)/(m * 48), con unidades en 10 − -6/h.

Resultados y discuimpacto de la temperatura de sinterien la densidad de volumen de bolas de esmerilado de cerámica de Zirconia la figura 1 muestra la variación en la densidad de volumen de bolas de esmerilde cerámica de Zirconia preparados con el método de formación por laminy sinteride acuerdo con el proceso de sinteriespecificado en función de la temperatura de sinteri. Es evidente que a medida que la temperatura de sinteriaumentó, la densidad de volumen de las bolas de molienda zirconia aumentó gradualmente. Entre 1500°C y 1550°C, hubo un fuerte aumento en la densidad de volumen, mientras que entre 1450°C y 1500°C y entre 1550°C y 1600°C, la curva se aplanó. Claramente, a temperaturas de sinteride 1450°C y 1500°C, las bolas cerámicas de zirconia no se sintericompletamente y se densi, con densidades de volumen alrededor de 5,7 — 5,759 g/cm ². Después de sinterien 1550°C, las bolas de molienda de cerámica de zirconia exhiun aumento significativo en la densidad de volumen, lo que indica sinteriy densisustancial. La densidad de volumen alcanzó 5.919 g/cm ², que es aproximadamente el 97,9% de la densidad teórica (calculada como 6.109 g/cm ²). A 1600°C, aunque la densidad de volumen aumentó ligeramente, la temperatura de sinteriexcesivamente alta dio lugar a algunos granos de crecimiento anormal (la influencia de las condiciones de proceso en la microestructura de las cerámicas de zirconia se discuen en un artículo aparte).

Debido a que el tamaño de grano de las cerámicas de zirconia controla el potencial para estabilizar la transformación de la fase tetragonal a la fase monoclínica durante el enfriamiento a temperatura ambiente, el crecimiento excesivo de algunos granos a 1600°C resulta en una transformación de fase a la fase monoclínica, reduciendo el contenido de la fase tetragonal de zirconia que contribuye a la resistencia al desgaste a temperatura ambiente. Como resultado, la resistencia al desgaste disminuyó, y la tasa de abrasión comenzó a aumentar.

Conclusión (1)Los blanks de bolas cerámicas de Zirconia fueron preparados usando el método de formación por lamin, y estos blanks tenían superficies lisas, buena redony alta densidad de volumen. Se obtuvieron densidades de volumen relativas de aproximadamente 97% para las cerámicas sinteria 1550-1600°C.(2) la resistencia al desgaste de las bolas de molienda cerámicas de zirconia se ve influenciada principalmente por su densidad de volumen y el contenido de fase tetragonal zircapaz de transformación de fase. En las condiciones de este experimento, las bolas de molienda cerámicas de zirconia fabricadas con el método de conformación por laminy sinteria 1550°C presentaron una excelente resistencia al desgaste, con una tasa de abrasión de 2,6 x 10^-6/h.