[发明专利]一种耐磨高纯氧化铝研磨球的制备方法

说明书

本发明涉一种耐磨高纯氧化铝研磨球的制备方法：将醇盐水解法制备的高纯拟薄水铝石，通过一次低温焙烧、气流磨处理、二次高温焙烧制备高纯氧化铝粉体；然后研磨，干燥得到单分散纯相α‑氧化铝超细粉体；采用高纯拟薄水铝石制备高纯铝溶胶，喷雾造粒制备球形氧化铝前驱体，焙烧得到球形氧化铝种子；进行一次滚动成型和二次等静压成型制备氧化铝球坯体；高温烧结、自磨抛光得到氧化铝研磨球；最后通过迭代方式操作，制备的氧化铝研磨球纯度不断提高升级，最终得到纯度4N以上的耐磨高纯氧化铝研磨球。

技术领域

本发明属于高纯氧化铝陶瓷制备技术领域，更具体的涉及一种耐磨高纯氧化铝研磨球的制备方法。

背景技术

本发明涉及一种在球磨机中研磨粉体材料，特别是高纯超细氧化铝粉体所用的研磨介质。目前市面上有五种不同类型的研磨介质在商业上使用，包括：钢球，玻璃球，氧化锆球，氧化铝球，复合锆铝球。选用何种材质的研磨介质关键因素是用来制造他们的材料。每一种研磨介质都有其特殊的用途。然而，每一种研磨介质都有其不适应于某些用途的问题。因为在研磨过程中，研磨介质本身会有磨耗，会对研磨对象有一定的污染。比如：钢球研磨氧化铝，会引入铁杂质，锆球研磨氧化铝，对引入锆元素，低纯度铝球研磨高纯氧化铝，会引入铝球中含的Na，Mg，Si等杂质，使得高纯氧化铝的纯度下降，达不到产品制备的纯度要求，从而影响其适用领域的应用。如果使用与高纯氧化铝粉一样材质的高纯氧化铝介质，即使研磨介质由于磨耗被引入到高纯氧化铝粉体中，也不会影响产品的纯度。同时,随着纳米材料性能优越性逐渐被人们认识,高纯超细氧化铝粉被广泛应用于半导体陶瓷、透明陶瓷、锂电池等新材料领域。因此，制备一种耐磨高纯氧化铝研磨介质，是制备高纯超细氧化铝粉体一种简洁，快速，省力的途径。

目前作为研磨介质的氧化铝球，其通用工艺流程为配料，球磨，造粒，滚动成型和烧结。但目前查到的专利中制备的氧化铝球的纯度都无法满足市场的需求，纯度较低，耐磨性差，满足不了现在客户纯度的需求，如中国专利CN102491735A, CN104150882A等专利的发明内容都没法解决产品纯度和强度的问题，致使这些研磨介质都无法应用到高纯超细氧化铝应用领域。

本发明是采用醇盐水解法制备高纯拟薄水铝石为原料，通过大量技术公关，突破高纯氧化铝球制备的技术难题，提供了一种制备耐磨高纯氧化铝研磨介质的全新思路。

发明内容

本发明的目的是通过对目前滚动成型方法制备氧化铝研磨球的存在的问题的分析，根据粉体特性、成型及烧结机理，克服了现有技术中氧化铝研磨球纯度低、耐磨性差的问题，提供一种耐磨高纯氧化铝研磨球的制备方法。

本发明所述的耐磨高纯氧化铝研磨球的制备方法包括如下步骤：

A）将醇盐水解法制备的高纯拟薄水铝石，在500-1100℃一次低温焙烧制备过渡态氧化铝，经气流磨流态化处理，在1150-1300℃二次高温焙烧得到高纯氧化铝。

B）将95氧化铝研磨球（氧化铝含量95%）与上述氧化铝粉按10-2:1质量比加入到研磨机中，加入高纯水、分散剂，进行湿法研磨4-6小时，得到浆料；

C）浆料过325目尼龙筛，然后干燥得到单分散纯相α-氧化铝超细粉体；

D）将上述高纯拟薄水铝石制备高纯铝溶胶，然后喷雾造粒制备球形氧化铝前驱体，然后600-1150℃焙烧，得到40-100um大小的球形氧化铝种子。

C）进行滚动成型，首先加入小球种子；然后不断加入制备的粉体，喷洒胶黏剂，不断滚动、长大，最后得到粒径为1-20mm的氧化铝球坯体；

D）将高纯氧化铝球坯体导入液态橡胶中进行浸渍，取出，晾干，固化，接着放入冷等静压设备中，进行二次加压成型，然后在250-450℃脱胶；

E）放入高温窑炉，在1450-1600℃下进行烧结1-6小时，然后自磨抛光，最后得到成品。