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规范氧化铝陶瓷粉末生产流程,提升颗粒度质量

时间:2026-02-27

  摘要:本文件旨在通过细化生产管控、设备操作与过程检验,系统性提升氧化铝陶瓷粉末的颗粒度质量。内容涵盖从原料预处理到成品包装的全流程操作要点、关键设备参数控制、异常情况处理及质量验证方法,以确保粉末粒度分布集中、形貌规整、流动性好。

  第一章 原料预处理与浆料制备控制要点

  第一条 原料入厂检验

  每批次进厂的氧化铝原始粉末,需在卸料前完成抽检。

  检测中位粒径(D50),标准范围应控制在 1.8µm 至 2.2µm 之间,超出此范围则判定为不合格。

  检测比表面积,标准值为 4.5 m²/g ± 0.3 m²/g。

  第二条 浆料配料与球磨

  配料工序必须严格遵循配方单执行。

  称量: 使用量程为 5吨的电子平台秤,精度要求为 ±0.5kg。按顺序依次投入氧化铝粉、去离子水、分散剂(如聚丙烯酸铵,添加量为 0.6wt%)和粘结剂(如PVA,添加量为 1.2wt%)。

  球磨: 装入氧化铝研磨球,球、料、水的质量比例固定为 2:1:0.8。设定球磨机转速为 45转/分钟,连续球磨时间不得少于 18小时,不得超过 22小时。

  出料检测: 球磨结束后,使用刮板细度计检测浆料细度,要求读数 ≤ 5µm。同时,使用旋转粘度计(转子号3号,转速 30rpm)检测浆料粘度,粘度值需稳定在 300 mPa·s 至 500 mPa·s 之间。

氧化铝研磨罐.jpg

  第三条 过筛与除铁

  浆料必须通过 200目(75µm)的振动筛网,筛网上不得有连续料浆流过,需定时观察筛余物情况。

  开启电磁式除铁器,对浆料进行至少两次往复除铁处理,确保浆料中的铁杂质含量降低至 0.01% 以下。

  第二章 造粒过程参数设定与形态调控

  第四条 喷雾干燥塔操作

  操作喷雾干燥塔时,需将以下关键参数锁定并记录:

  进口温度: 设定为 250℃ ± 5℃。

  出口温度: 设定为 110℃ ± 5℃,通过调节进料泵的转速来控制出口温度的稳定。

  雾化器: 采用离心式雾化盘,雾化盘转速需稳定在 10000转/分钟 至 12000转/分钟 之间,转速波动直接影响颗粒的球径大小。

  案例: 当发现产出粉末中出现大量空心球或破裂球(占比超过 5%)时,应立即检查进口温度是否过高(超过 260℃)或浆料固含量是否偏低(低于 65wt%)。

  第五条 造粒粉末的收集与初检

  塔底和旋风分离器收集的粉末需分别存放、标记。

  每两小时从塔底取一次样,在 100倍光学显微镜下观察颗粒形貌。理想的颗粒应为表面光滑的“实心圆球”或“肾形球”,若出现大量“苹果形”凹坑,需调整雾化盘转速或浆料粘度。

  第三章 筛分处理与粒度级配优化

  第六条 筛分设备与操作

  将收集到的造粒粉末投入超声波振动筛分机。

  筛网配置: 从上至下依次安装 120目(125µm)、200目(75µm)和 325目(45µm)的筛网。

  操作: 每次投料量控制在 50kg 以内,开启超声波电源和振动电机,筛分时间设定为 15分钟 至 20分钟。

  分级处理:

  留存在 120目筛网上的粗颗粒(>125µm),返回球磨工序重新破碎或作为废料处理。

  通过 120目但留存在 200目筛网上的颗粒(75µm -125µm),作为成品A级料。

  通过 200目但留存在 325目筛网上的颗粒(45µm -75µm),作为成品B级料。

  通过 325目筛网的细粉(<45µm),收集后按一定比例(不超过 15%)回掺到浆料中。

  第七条 粒度检测标准

  每一批次的A级料和B级料,在包装前必须进行激光粒度分布仪检测。

  A级料标准: D10 ≥ 60µm,D50 在 90µm 至 100µm 之间,D90 ≤ 120µm。

  B级料标准: D10 ≥ 35µm,D50 在 55µm 至 65µm 之间,D90 ≤ 85µm。

  分布宽度要求: 跨度值(Span值 = (D90 - D10) / D50)必须小于 1.2。若Span值大于 1.5,表明粒度分布过宽,需重新调整筛网或检查造粒工艺。

  第四章 质量验证与改进效果数据

  第八条 流动性验证

  取一批次A级料,使用霍尔流速计进行测试:

  称量 50g 粉末,倒入标准漏斗,记录全部流完所需时间。

  具体数据: 改进工艺前,平均流速为 82秒/50g;实施本规范后,连续抽检10批次,流速稳定在 65秒/50g 至 70秒/50g 之间,流动性提升约 18%。

  第九条 成型与烧结验证

  将改进后的粉末用于干压成型(压力 60MPa),压制直径 50mm 的圆片:

  生坯密度: 随机抽取 20片检测,平均生坯密度达到 2.35 g/cm³,波动范围控制在 ±0.02 g/cm³ 以内。

  烧结密度: 经 1600℃ 烧结 2小时后,检测 10个样品,平均烧结密度达到 3.90 g/cm³ 以上,达到理论密度的 98.5%。

  缺陷统计: 改进前,每批产品中因颗粒团聚或粒度不均导致的“分层”、“开裂”缺陷率约为 3.5%。改进后,连续生产 5个批次(总计 5000片),未发现因颗粒度问题导致的成型开裂,缺陷率降低至 0.2% 以下。(更多资讯请关注先进材料应用公众号哦!)


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