Producción de óxido de aluminio ultrafino utilizando oxidde Zirconia a través del método de molienda de bolas

El óxido de aluminio ultrafino posee excelentes propiedades tales como resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, resistencia a la abrasión, alta resistencia, alta dureza, gran superficie y buen aislamiento. Encuentra aplicaciones generalizadas en áreas como biocerámica, recubrimientos de protección de superficies, catalizadores químicos, chips de circuitos integrados, aeroespacial, materiales infrarroabsorb, y sensores sensibles a la humedad. La molienda de bolas es un método común y rentable para producir polvo de óxido de aluminio ultrafino. Este capítulo explora la preparación de polvo de óxido de aluminio ultra-fino utilizando un óxido de aluminio de grado industrial como material de partida y variando el tamaño de las bolas de zirconia a través de un proceso de molienda de bolas. Un diseño experimental ortogonal se utiliza para investigar el impacto del tiempo de fresado de bolas, la relación entre la bola y el material, la velocidad de fresy las ayudas de molienda en el tamaño de partícula.

Reactivos experimentaleslas especificaciones y fuentes de los reactivos utilizados en los experimentos se enumeran en la tabla 2.1. Bolas de Zirconia de varios tamaños (10mm, 6mm, 4mm, 2mm) se emplecomo medio de molienda, como se muestra en la figura 2.1.

Instrumentos experimentaleslos principales instrumentos utilizados en los experimentos y sus fuentes se detallan en la tabla 2.2.

Procedimiento Experimental (1) determinación de la proporción de la bola de Zirconia óxido de aluminio de grado industrial con un tamaño medio de partícula de 79.26µm (7g) se combincon bolas de Zirconia (28g) en un tarro de molide de alúmina. La relación bola/material se fijó en 4:1, la velocidad de molienda en 500r/min, y el tiempo de molienda en 30min en un molino de bolas planetario. Se utilizaron diferentes tamaños de bolas de zirconia (10mm, 6mm, 4mm, 2mm) para investigar el tamaño de partícula resultante.

(2) experimentos ortogonpara investigar el impacto del tiempo de fresado, la velocidad de fresado y la relación bola/material en el tamaño de partícula, 7g de óxido de aluminio de grado industrial (tamaño medio de partícula: 79,26 μm) fue fresado con bolas de zirconia de 4mm y 2mm (relación de masa 1:3) en un tarro de fresado de alúmina, siguiendo condiciones especificadas. Los niveles de los factores experimentales ortogonales se muestran en la tabla 2.3.

(3) Wet Ball Milling7g of industrial-grade aluminum oxide with an average particle size of 79.26μm was milled with 4mm and 2mm zirconia balls (mass ratio 1:3) in an alumina milling jar. Las condiciones de molienda incluyeron un tiempo de molición de 30 minutos, una velocidad de molienda de 500r/min, y una relación bola/material de 6:1 en un molino de bolas planetario. Se investigó la influencia de las ayudas a la molienda en el tamaño de partícula y la morfo, variando la cantidad de ayuda a la molienda añadi.

Caracterización Experimental (1) microscopio electrónico de barrido (SEM) morfomicroscópica del polvo de óxido de aluminio se examinó utilizando un microscopio electrónico de barritm3000 producido por Hitachi en condiciones estándar con un voltade aceleración de 15kV.

(2) análisis de tamaño de partícula de difracción láserel análisis de tamaño de artículo de polvos molidos bajo diferentes condiciones de processe realizó utilizando un analizde tamaño de partícula de láser BT-9300S producido por Dandong Bait Instrument Co., Ltd. El análisis proporcionó datos sobre la mediana del tamaño de partícula, la distribución del tamaño de partícula y el área de superficie específica. Las condiciones de prueba incluyeron un rango de medición de 0.1-716μm, error de repetibilidad < 1%, rango de oscurecimiento de la luz de 10-15%, y agua como dispersante. Se tomaron tres mediciones y se registraron los resultados promedio.

Resultados experimentales y discusión (2.3.1) influencia del tamaño de la bola de Zirconia en el productoel impacto del tamaño de la bola de Zirconia en el producto fue examinado bajo varias condiciones. Antes de la molienda, el polvo de óxido de aluminio de grado industrial exhiuna estrecha distribución de tamaño de partícula, con un tamaño de partícula promedio de 79,26 µm. Después de la molienda con bolas de zirconia de diferentes tamaños (10mm, 6mm, 4mm, 2mm) en condiciones específicas (velocidad de molienda: 500r/min, tiempo de molienda: 30min, relación bola a material: 4:1), la distribución de tamaño de partícula del polvo resultante ampliado, y tamaños de partícula disminuyó significativamente. Sin embargo, cuando el tamaño de la bola de zirconia disminuyó aún más a 2mm, el tamaño de partícula tendió a estabilidebido a la reducción de la fuerza de impacto. El menor tamaño medio de partícula de 11,41 µm se logró utilizando bolas de 4mm de zirconia.

(2) influencia de dos razones de bolas de Zirconia bajo condiciones de fresconstante (velocidad de fres: 500r/min, tiempo de fres: 30min, relación entre bola y material: 4:1), utilizando una combinación de bolas de 4mm y 2mm de Zirconia producido polvo con una distribución de tamaño de partícula más estrecha y menor tamaño de partícula mediana (10,66 µm) en comparación con el uso de bolas de 4mm solo (11,41 µm).

(3) influencia de tres razones de bolas de Zirconia cuando se utilizaron tres diferentes tamaños de bolas de Zirconia para fresbajo condiciones específicas (velocidad de fres: 500r/min, tiempo de fres: 30min, relación entre bola y material: 4:1), el polvo resultante exhibiuna estrecha distribución de tamaño de partícula y un tamaño de partícula medio más pequeño (68.09µm) usando bolas de 10mm, 4mm y 2mm de Zirconia. Esto indica una efectiva desagregy dispersión de partículas.

En conclusión, la elección del tamaño de la bola de zirconia y la relación influye significativamente en el tamaño de partícula y la distribución del polvo de óxido de aluminio molido, afectando a su idoneipara diversas aplicaciones.