鋯珠有很多用途,其中主要是用做研磨、精球等方面,所以在不同的應(yīng)用場(chǎng)景,所要求的鋯珠的性能也不一樣。一般用作耐溫材料、絕緣材料、陶瓷遮光劑等也有氧化鋯材質(zhì)的。如果是顆粒較大的珠可能會(huì)用作研磨材料陶瓷珠就其用途而言可分為反光陶瓷珠和研磨陶瓷珠，而這里的研磨陶瓷珠指的就是氧化鋯珠。研磨介質(zhì)，氧化鋯珠，硅酸鋯珠,根據(jù)研磨物料的粘度、硬度、球磨機(jī)容積來(lái)分散粒徑大小以及研磨要求,選擇相應(yīng)品種、規(guī)格和數(shù)量的氧化鋯珠。
氧化鋯微珠應(yīng)用于鋰電池正負(fù)極研磨，下面介紹三種方法用氧化鋯微珠制備磷酸鐵鋰。
碳熱還原法，碳熱還原法利用碳的還原性還原Fe3+，同時(shí)碳在LiFePO4表面形成包覆層。碳的作用是能阻止顆粒的聚集長(zhǎng)大，增加顆粒間的接觸，改善導(dǎo)電性能。優(yōu)點(diǎn)在于合成過(guò)程中能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的還原氣氛，鐵源不再局限于使用二價(jià)鐵的化合物，也可以使用三價(jià)鐵的化合物進(jìn)行反應(yīng)，從而降低成本。以美國(guó)Valence、蘇州恒正為代表的企業(yè)使用這種方法進(jìn)行磷酸鐵鋰的制備。此法的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單可控制，一次燒結(jié)得到樣品，提供了LiFePO4工業(yè)化的又一種途徑。利用碳熱還原法、采用Fe2O3、Li2CO3、NH4H2PO4和炭黑為原料制備LiFePO4/C粉末。700℃惰性氣氛條件合成的LiFePO4/C具有良好的結(jié)晶性能，次充放電容量達(dá)150mAh/g。以氧化鐵作為鐵源，采用碳熱還原法制備磷酸鐵鋰正極材料，對(duì)碳熱還原法制備磷酸鐵鋰的反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行了探討。在反應(yīng)中，Fe2O3→Fe3O4→FeO，FeO在600℃與LiH2PO4發(fā)生置換反應(yīng)生成LiFePO4。采用碳熱還原法，以CH3COOLi、NH4H2PO4、Fe(CH3COO)2及檸檬酸為原料，經(jīng)過(guò)球磨、干燥、壓片、燒結(jié)得到所需產(chǎn)物。此樣品具有良好的電化學(xué)性能。0.2C倍率時(shí)的次放電容量達(dá)到148mAh/g，50次后容量損失率為3%。研究了三個(gè)工藝因素即燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間和摻碳量，對(duì)電化學(xué)性能的影響。通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)得到的佳工藝條件為摻碳量12%、750℃燒結(jié)15h，在此條件下合成的樣品具有好的電化學(xué)性能，次充放電容量達(dá)140mAh/g，80次后容量保持率達(dá)97%。
微波燒結(jié)法，微波燒結(jié)法具有強(qiáng)的穿透能力的微波，可以同時(shí)加熱物體表面和中心，使其均勻受熱。與其他加熱方式相比，具有加熱速度快、合成時(shí)間短、受熱均勻、能耗低等特點(diǎn)。采用微波法制備LiFePO4。采用Fe(CH3COO)2、Fe(CH2CHOHCOO)2·2H2O及Fe三種鐵源分別與Li2CO3、NH4H2PO4按照化學(xué)計(jì)量比用金瑞氧化鋯珠進(jìn)行球磨，干燥壓片后，放入坩堝中，將坩堝置于家用微波爐中進(jìn)行微波加熱。其中Fe(CH2CHOHCOO)2不能吸收微波，不進(jìn)行反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明微波加熱時(shí)間是合成LiFePO4的重要影響因素。以Fe為鐵源得到的樣品電化學(xué)性能比較好，60℃、0.1C次放電容量為125mAh/g。以FeC2O4為原料，摻入15%的石墨粉，研磨壓片并進(jìn)行預(yù)分解。再次研磨壓片后放入功率為500W的家用微波爐中，分析了加熱時(shí)間對(duì)樣品結(jié)構(gòu)和形貌的影響。加熱5min時(shí)開始生成LiFePO4，但晶型結(jié)構(gòu)不完整，呈塊狀；加熱至9min時(shí)，衍射峰尖銳，晶體完整，晶粒小的；加熱至11min時(shí)會(huì)出現(xiàn)雜相Fe3(PO4)2，可能是因?yàn)榧訜釙r(shí)間過(guò)長(zhǎng)使部分樣品分解的結(jié)果。微波加熱9min得到佳樣品，晶體完整，晶粒小的，次放電容量可達(dá)148mAh/g。
機(jī)械化學(xué)法，機(jī)械化學(xué)法用來(lái)制備分散性化合物，機(jī)械力作用使顆粒破碎，接觸面積，晶格存在缺陷，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。以LiOH、FeC2O4、(NH4)2HPO4為原料，采用機(jī)械合金法制備了電化學(xué)性能良好的LiFePO4正極材料。將Fe3(PO4)2、Li3PO4和蔗糖在行星球磨機(jī)中用金瑞鋯珠球磨24h，在氮?dú)鈿夥障隆?/span>500℃熱處理15min就合成LiFePO4。熱處理后的LiFePO4具有完整的晶型結(jié)構(gòu)，存在導(dǎo)電劑碳。0.2C倍率放電比容量與理論比容量相差不大，為160mAh/g，性能優(yōu)異。
當(dāng)今粉體工業(yè)的發(fā)展有兩大趨勢(shì)，即：純度和細(xì)度。超純粉體的純度需要達(dá)到99.99%或更，超細(xì)粉體的細(xì)度需要達(dá)到納米水平。常用的粉體制備工藝主要有兩類：物理法和化學(xué)法，化學(xué)合成的粉體細(xì)度好，但純度可能不佳。球磨法作為一種物理方法，在粉體工業(yè)中應(yīng)用廣泛，其中，行星式球磨機(jī)、攪拌磨、振動(dòng)磨等可以做到微米級(jí)細(xì)度，而砂磨機(jī)可以得到亞微米甚至納米級(jí)的細(xì)度。而想要實(shí)現(xiàn)粉體的純細(xì)，不需要*的研磨機(jī)械，同時(shí)也需要好的研磨介質(zhì)與之匹配。
對(duì)于物料適應(yīng)性較廣、效率較、較*的研磨設(shè)備砂磨機(jī)來(lái)說(shuō)，研磨介質(zhì)的尺寸越小，硬度和密度越大，研磨球在單位體積內(nèi)所占的比例越，相互之間的接觸點(diǎn)越多，介質(zhì)的自身性質(zhì)越穩(wěn)定，其對(duì)產(chǎn)品物料的破碎程度就越，產(chǎn)生的磨耗越低，研磨的效率也相對(duì)越。
氧化鋯陶瓷研磨球具有較大的比重和較小的粒徑，并且不會(huì)污染要研磨的材料，滿足了超細(xì)粉的生產(chǎn)需求。因此，氧化鋯陶瓷球已成為砂磨機(jī)中常用的研磨介質(zhì)。同時(shí)，ZrO2瓷球作為用量很大、應(yīng)用面很廣的一類產(chǎn)品，已被廣泛用于陶瓷、建材、化工、涂料、電子、機(jī)械、食品、化妝品等許多行業(yè)。
由于ZrO2材質(zhì)本身具有優(yōu)異的硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨、耐腐蝕以及體積密度大、研磨效率等特性，因此除了在ZrO2類陶瓷粉體研磨中大量使用外，ZrO2瓷球在其他電子陶瓷粉料，磁性材料粉料、技術(shù)結(jié)構(gòu)和功能陶瓷粉料、日用陶瓷色料和釉料，化工和各類涂料，機(jī)械拋光用粉料，食品粉劑，以及在特種無(wú)機(jī)材料粉體(如ZrSiO4、等)的超細(xì)研磨中也發(fā)揮了極為重要的作用，對(duì)于減少被研磨物料中雜質(zhì)引入和提研磨和分散效果更是其他研磨介質(zhì)所比的。
性能好的氧化鋯研磨介質(zhì)，需要滿足哪些要求？
1、耐磨性，耐磨性的好壞會(huì)直接關(guān)系到研磨介質(zhì)在使用過(guò)程中的性能，研磨介質(zhì)在使用過(guò)程中不能產(chǎn)生較大的磨損，如果研磨介質(zhì)的磨耗大，不影響到研磨介質(zhì)自身的壽命，還會(huì)對(duì)被研磨的物料產(chǎn)生污染，因此，研磨介質(zhì)的磨耗應(yīng)該越小越好。
2、密度，研磨介質(zhì)的密度越大，比重就越，在同樣條件下，比重大的研磨介質(zhì)產(chǎn)生的動(dòng)能更，因此研磨過(guò)程所需的時(shí)間越短，研磨效率越。
3、圓度和尺寸，對(duì)于球形研磨介質(zhì)來(lái)說(shuō)，球形度越好，圓度偏差越小越好，圓度越好，研磨所得到產(chǎn)品的粒徑分布越均勻。研磨球尺寸越小，在研磨過(guò)程中球與球的接觸點(diǎn)就越多，物料被研磨的機(jī)會(huì)越多，一般來(lái)說(shuō)，被研磨物質(zhì)的粒度小，研磨介質(zhì)的直徑也要減小。
4、光滑度，研磨球需要有光滑、光亮的表面，介質(zhì)表面越光滑，磨損越小。決定磨球表面是否有亮光的因素是球形表面的光滑度；光滑的球面鏡面效果好，粗糙的球面鏡面效果差。影響球形表面平坦度的因素主要包括材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和球形表面的外部加工程度。結(jié)構(gòu)包括孔、晶粒尺寸、液相等。球形表面的外部加工是指拋光操作。剛燒結(jié)后的研磨球球形表面是無(wú)光澤的。拋光后，球形表面將顯示鏡面效果.
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