[其他]自生耗損研磨

無效

• 申請號: 87103890
• 申請日: 1987-05-29
• 公開（公告）號: CN87103890A
• 公開（公告）日: 1988-03-02
• 發明（設計）人: 沃爾夫岡·D·G·伯克;塔多伊斯茲·M·科澤克瓦
• 申請（專利權）人: 斯坦科爾公司
• 主分類號: B02C17/16
• 分類號: B02C17/16;B02C17/22
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 魏金璽,羅才希

本發明涉及研磨方法，特別是涉及將陶瓷材料研磨成陶瓷粉末。本發明主要論及這類陶瓷材料的自生（autogenous）耗損研磨。

現有技術中已需要采用粉末狀態的高溫陶瓷材料，特別是粉末狀態的碳化硅，粉末的粒度很小，屬于亞微米級，將粉末燒結成高溫、高硬度陶瓷材料的燒結過程中特別需要這類亞微米級陶瓷粉末，即平均粒度小于一微米。現有技術中，特別是對于高硬度的，例如莫氏硬度超過9的材料，很難得到符合要求的小粒度粉末。為了得到這樣的粉末，經常需要長達數日的研磨時間。此外，由于材料的硬度，研磨這種材料時是難以避免研磨介質及容器材料，例如鐵對粉末的沾污。美國專利4????275????026曾提出，研磨像二硼化鈦這類陶瓷材料時，使用由非雜質材料，如用二硼化鈦本身制成表面的研磨機。當采用研磨介質時，通常用異形介質。待研磨的材料具有很寬的粒度分布，其中較大顆粒占有大的重量百分數。比表面分析表明，即使經過長時間研磨，平均粒度也不屬亞微米級。該專利中提到了耗損研磨機，但未提及有關高能輸入的問題。

美國專利3????521????825提出，要在研磨過程中引入第二相材料，即在研磨容器中研磨時加入能提供第二相材料的研磨介質，但并未提出耗損研磨機。這一專利要求用球或丸形研磨介質，并包括一些慢的研磨工藝過程，美國專利3????521????825中所舉實例的研磨時間為72小時。

另一種避免在這類研磨操作中產品沾污的方法，是在容器壁上涂覆以耐磨材料，諸如橡膠或聚氨基甲酸乙酯，這對于現有技術的慢研磨操作是令人滿意的。

美國內務部670號公告，美國政府印刷業辦公室1981-332-076號報告，即由斯坦奇克（Stanczyk）等發表的題為“耗損研磨工藝的粉碎作用”一文進一步提出，在陶瓷材料高能量輸入的研磨工藝中可用其材料本身作研磨介質，然而，斯坦奇克等公開的工藝有一些嚴重缺點。特別是它只概況地提到了如硅砂這類研磨介質是合乎需要的，此外，所公開的工藝和設備中既未用耐磨材料又未以待研磨的材料作涂層。另外，資料上并未公開能提供攪動器葉片端的速度大于7.22米/秒的研磨能量輸入。即使這樣的能量輸入對獲得材料的快速研磨來說仍嫌不足。此外，特別是在涂復有像橡膠或聚氨基甲酸乙酯的耐磨表面的研磨裝置中，研磨過程所產生的熱，難以通過裝置壁快速去除，這就不能避免在較高能量輸入下，濕研磨操作中的汽蒸和壓力增大現象。這樣的自生研磨機迄今還不能用于將碳化硅研磨到至少5平方米/克的比表面，也不能使平均粒度小于1微米。加之，又認為這樣的研磨會導致圓形顆粒的形成，因為粒度分布窄的圓形顆粒具有較差的壓實性能，故不適宜于燒結。

在同時待審的專利申請722????272號中表明，這樣的粉末可以在振動能或振動研磨機中研磨，即在具有高頻率和特殊研磨介質的振動研磨機中研磨。頻率常介于750和1800周/分之間。然而，這種振動能研磨機的研磨有嚴重缺點。特別是由振動研磨所得的碳化硅不易得到高的堆密度，并且碳化硅的振動研磨會引入雜質，特別是硼和鋁，這對于某些用途來說是不合要求的，特別是電子學上的應用。這些雜質是來自制造研磨介質時所引入的輔助燒結劑及適于用來制造這種研磨介質的黑色碳化硅中天然存在的雜質。此外，由于亞微米級碳化硅必須先摻合輔助燒結劑，然后再成型和燒結，因此這種研磨介質難以制造且價格昂貴。

因此，本發明提供了一種將碳化硅研磨成亞微米級粉末的方法，它包括在有碳化硅介質存在的條件下，將平均粒度介于1和200微米的碳化硅稀漿，在無雜質的高能自生耗損研磨機中研磨足夠長的時間，以得到比表面至少為5平方米/克，最好至少為9平方米/克的亞微米級粉末。研磨介質易于得到，純度也高，并且平均粒度小于4毫米，最好小于2.5毫米。然后進一步處理研磨過的材料，使其平均粒度小于一微米，并且成品粉末中97%以上的顆粒小于5微米。

按照本發明制造的成品碳化硅粉末，雖然尚難精確地作出物理描述，但是已經克服了現有技術的許多嚴重缺點。特別是本發明制備的亞微米級粉末比用現有技術制備的碳化硅粉末更易壓實，即與現有技術制備的粉末相比，可在低得多的壓力下取得最大的壓實，并且至少與起始進料粉末的純度相同，亦即此種研磨方法未引入雜質。