[发明专利]均匀复合的球状陶瓷颗粒及其制备方法

权利要求书

1.一种均匀复合的球状陶瓷颗粒，其特征在于：包含至少两种无机材料，其中至少一种为陶瓷材料，所述的颗粒（1）呈球形度大于0.9的球状结构，颗粒（1）的主体结构由纳米级和/或亚微米级的陶瓷材料的粉体通过烧结方式复合；颗粒（1）的中心至外表面的局部密度逐渐或阶梯式增高，且在颗粒（1）的外表面达到最高局部密度。

2.权利要求1中所述的均匀复合的球状陶瓷颗粒，其特征在于：所述的无机材料为纳米级和/或亚微米级的陶瓷和/或金属微粉，包括氧化锆、氧化铝、氮化硅、氮化铝、二氧化硅、硅酸锆、碳化硼、氮化硼、金刚石、碳化钨和金属中的一种或几种。

3.权利要求1中所述的均匀复合的球状陶瓷颗粒，其特征在于：所述的陶瓷材料为纳米级和/或亚微米级的陶瓷微粉，包括氧化锆、氧化铝、氮化硅、氮化铝、二氧化硅、硅酸锆、碳化硼、氮化硼、金刚石和碳化钨中的一种或几种。

4.权利要求1中所述的均匀复合的球状陶瓷颗粒，其特征在于：所述的成品复合陶瓷颗粒中80%以上的颗粒具有0.92以上的球形度。

5.权利要求1-3中任一项中所述的均匀复合的球状陶瓷颗粒，其特征在于：个体颗粒（1）的组分与颗粒总体平均组分的差异小于3%。

6.如权利要求1-3中任一项所述的均匀复合的球状陶瓷颗粒，其特征在于：所述颗粒（1）的体积平均粒径在10μm-500μm之间。

7.一种如权利1-5任一项所述的均匀复合的球状陶瓷颗粒的制备方法，该方法制备平均粒径为10μm-250μm的球状陶瓷颗粒，包括如下步骤：

a）研磨分散：将至少两种无机微粉，其中至少一种为陶瓷微粉，以及水或/和有机溶剂和分散剂同时或分步投料后，用湿法研磨共混至微粉的平均粒径为0.5μm-1μm；

b）气动造粒：将a）中得到的物料中加入水或者水与醇类的混合物进行稀释，调节料浆的粘度100-2000cPa和固体含量20-50wt%，使得浆料达到雾化喷射，进行气动造粒的要求；

c)对气动造粒的颗粒进行干燥，粗筛；

d）对c)中制得的颗粒进行烧结；

e）对烧结后的颗粒进行球磨抛光、清洗；

f）对抛光、清洗后的颗粒进行干燥、粗筛；

g）对粗筛后的颗粒进行选圆、精筛。

8.权利要求7所述的均匀复合的球状陶瓷颗粒的制备方法，其特征在于：所述的分散剂的含量为0.01-3wt%，所述的分散剂包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯和LBD-1中的一种或几种。

9.一种如权利1-5任一项所述的均匀复合的球状陶瓷颗粒的制备方法，该方法制备平均粒径为150μm-500μm的球状陶瓷颗粒，包括如下步骤：

a）研磨分散：将至少两种无机微粉，其中至少一种为陶瓷微粉，以及水和有机溶剂和分散剂同时或分步投料后，用湿法研磨共混至微粉的平均粒径为0.5μm-1μm；

b）将步骤a）中的料浆通过喷雾干燥设备制成复合均匀的颗粒粉体；

c）取出步骤b）中的部分粉体放入搅拌装置中进行高速分散剪切，使得粉体中生长出0.05-0.5mm的复合粉体胚体；

d)再将胚体加入所述的步骤b）中剩余部分的粉体中按同一旋转方向滚动，在滚动的过程中，促使粉体逐渐均匀包覆在胚体上，生长为目标粒径的球形陶瓷颗粒；

e)对d)中生成的球形陶瓷颗粒进行干燥；

f）对e)中生成的颗粒进行烧结；

g）对烧结后的颗粒进行球磨抛光、清洗；

h）对抛光、清洗后的颗粒进行干燥、粗筛；

i）对粗筛后的颗粒进行选圆、精筛。

10.权利要求9所述的均匀复合的球状陶瓷颗粒的制备方法，其特征在于：所述的分散剂的含量为0.01-3wt%，所述的分散剂包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯和LBD-1中的一种或几种。