氧化鋯球在納米粉碎行業(yè)具有重要應(yīng)用，日本 Nikkato 公司生產(chǎn)的氧化鋯球 YTZ 在這一領(lǐng)域展現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)。以下將從其產(chǎn)品特性、在納米粉碎中的優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用場(chǎng)景及相關(guān)研究等方面進(jìn)行詳細(xì)闡述。
一、產(chǎn)品特性
材料純度高：Nikkato 公司在制造 YTZ 研磨介質(zhì)過(guò)程中，使用 Tosoh 的高純度氧化鋯粉末，這為其在納米粉碎行業(yè)的應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。高純度的原材料有助于減少雜質(zhì)對(duì)被粉碎物料的污染，在對(duì)純度要求高的納米材料制備過(guò)程中，能確保產(chǎn)品質(zhì)量。
微觀結(jié)構(gòu)良好：以微量納米氧化鋁摻雜強(qiáng)化氧化鋯陶瓷材料的研究為例，適當(dāng)?shù)膿诫s可以使氧化鋯陶瓷晶粒細(xì)小，斷裂主要以穿晶斷裂為主。這可能是由于納米氧化鋁顆粒對(duì)氧化鋯材料顆粒晶界產(chǎn)生釘扎作用，有效抑制了氧化鋯基體晶粒的異常長(zhǎng)大，同時(shí)有利于減小基體中各種缺陷尺寸，使得基體材料具有更加均勻的微觀結(jié)構(gòu)。這種良好的微觀結(jié)構(gòu)有助于提高氧化鋯球在納米粉碎過(guò)程中的耐磨性和穩(wěn)定性，延長(zhǎng)其使用壽命。
二、在納米粉碎中的優(yōu)勢(shì)
高效粉碎：YTZ 氧化鋯球具有較高的硬度和密度，在納米粉碎過(guò)程中能夠提供較大的沖擊力和研磨力。在對(duì)一些硬度較高的納米材料進(jìn)行粉碎時(shí)，YTZ 氧化鋯球可以憑借自身的高硬度，快速將大顆粒物料破碎成納米級(jí)別的小顆粒，提高粉碎效率。其密度較大，在相同的運(yùn)動(dòng)速度下，能夠產(chǎn)生更大的動(dòng)能，進(jìn)一步增強(qiáng)粉碎效果。
低磨損：在納米粉碎行業(yè)，對(duì)研磨介質(zhì)的磨損要求極為嚴(yán)格，因?yàn)槟p產(chǎn)生的碎屑可能會(huì)混入被粉碎的物料中，影響納米材料的純度和性能。YTZ 氧化鋯球由于其良好的微觀結(jié)構(gòu)和材料特性，在研磨過(guò)程中磨損率較低，能夠有效減少雜質(zhì)的引入，保證納米材料的高質(zhì)量。例如在制備電子陶瓷用的納米粉體時(shí)，YTZ 氧化鋯球的低磨損特性可以確保粉體不受污染，滿足電子陶瓷對(duì)材料純度的嚴(yán)格要求。
尺寸穩(wěn)定性好：在納米粉碎過(guò)程中，研磨介質(zhì)需要承受較高的壓力和摩擦力，這就要求其具有良好的尺寸穩(wěn)定性。YTZ 氧化鋯球在高溫、高壓等惡劣的粉碎環(huán)境下，仍能保持穩(wěn)定的尺寸，不會(huì)因變形而影響粉碎效果。這一特性使得 YTZ 氧化鋯球能夠在連續(xù)、高強(qiáng)度的納米粉碎作業(yè)中保持穩(wěn)定的性能，保證生產(chǎn)的連續(xù)性和產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。
三、應(yīng)用場(chǎng)景
納米陶瓷材料制備：在納米陶瓷材料的生產(chǎn)過(guò)程中，需要將陶瓷原料粉碎至納米級(jí)別，以提高陶瓷的性能。YTZ 氧化鋯球可用于粉碎各種陶瓷原料，如氧化鋁、氧化鈦等。通過(guò)對(duì)原料的納米級(jí)粉碎，能夠使陶瓷材料的晶粒更加細(xì)小、均勻，從而提高陶瓷的強(qiáng)度、韌性和耐磨性等性能。例如在制備高性能的納米氧化鋁陶瓷時(shí)，使用 YTZ 氧化鋯球進(jìn)行粉碎，可以使氧化鋁顆粒達(dá)到納米級(jí)，制備出的陶瓷具有更高的硬度和韌性，可應(yīng)用于切削刀具、耐磨部件等領(lǐng)域。
電子材料納米粉碎：隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)電子材料的性能要求越來(lái)越高。納米級(jí)別的電子材料具有電學(xué)、光學(xué)和磁學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、集成電路、電子顯示等領(lǐng)域。YTZ 氧化鋯球可用于粉碎電子材料，如硅、鍺等半導(dǎo)體材料，以及各種電子陶瓷材料。在制備納米級(jí)的硅粉時(shí)，YTZ 氧化鋯球能夠?qū)⒐鑹K高效地粉碎成納米級(jí)別的硅粉，為半導(dǎo)體行業(yè)提供高質(zhì)量的原材料。
藥物納米粉碎：在制藥行業(yè)，為了提高藥物的溶解性、生物利用度和穩(wěn)定性，常常需要將藥物粉碎至納米級(jí)別。YTZ 氧化鋯球因其低磨損、無(wú)污染的特性，非常適合用于藥物的納米粉碎。例如在制備一些難溶性藥物的納米混懸劑時(shí)，使用 YTZ 氧化鋯球進(jìn)行濕法粉碎，可以將藥物顆粒粉碎至納米級(jí)，提高藥物的溶出速度和生物利用度，從而增強(qiáng)藥物的療效。
四、相關(guān)研究
超塑性擠出及其變形機(jī)理：有研究采用 Al?O? - YTZ(3mol%yTTRIA 穩(wěn)定的四方氧化鋯)納米復(fù)合材料，通過(guò)不同條件下的超塑性擠出形成刀片模型。結(jié)果表明，在 1650℃至 1700℃的溫度范圍內(nèi)，該材料顯示出良好的可變形性。在這種升高的溫度下，最大擠出壓力低于 25MPa，最大沖擊速度約為 0.35mm/min。在超塑性擠出機(jī)構(gòu)中，主導(dǎo)變形機(jī)構(gòu)是顆粒滑動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，容納機(jī)構(gòu)是晶間氧化鋯的協(xié)調(diào)變形。與此同時(shí)，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)晶粒增長(zhǎng)也在變形中起著重要作用。這些研究對(duì)于深入理解 YTZ 氧化鋯球在納米粉碎過(guò)程中的力學(xué)性能和變形機(jī)制具有重要意義，有助于進(jìn)一步優(yōu)化其在納米粉碎行業(yè)的應(yīng)用。
與其他材料復(fù)合增強(qiáng)性能：研究多壁碳納米管(MWNT)增強(qiáng)對(duì)氧化鋯基體中相變?cè)鲰g機(jī)制及其斷裂韌性的影響，通過(guò)多階段放電等離子燒結(jié)制備了含和不含 6vol%MWNT 增強(qiáng)的納米復(fù)合材料。結(jié)果表明，加入 MWNT 后，材料的斷裂韌性得到了顯著提高，MWNT 增韌機(jī)制在提高 YSZ/MWNT 納米復(fù)合材料的斷裂韌性方面比相變?cè)鲰g約有效 3.8 倍。這為 YTZ 氧化鋯球與其他材料復(fù)合，進(jìn)一步提高其在納米粉碎行業(yè)的性能提供了理論依據(jù)和研究方向。
綜上所述，日本 Nikkato 氧化鋯球 YTZ 憑借其高純度、良好的微觀結(jié)構(gòu)、高效粉碎、低磨損和尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì)，在納米陶瓷材料制備、電子材料納米粉碎、藥物納米粉碎等多個(gè)納米粉碎行業(yè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。同時(shí)，相關(guān)的研究也為其性能優(yōu)化和應(yīng)用拓展提供了有力支持，未來(lái)有望在納米粉碎行業(yè)發(fā)揮更大的作用。
合適參數(shù)、優(yōu)化球磨工藝、控制分散穩(wěn)定性及結(jié)合其他工藝等多方面入手。通過(guò)這些措施，可有效提升納米陶瓷材料性能，滿足不同領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芴沾刹牧系男枨螅苿?dòng)納米陶瓷材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。未來(lái)，隨著材料科學(xué)和工藝技術(shù)不斷進(jìn)步，YTZ 氧化鋯球在納米陶瓷材料制備中的應(yīng)用將不斷優(yōu)化，為納米陶瓷材料性能提升提供更有力支持。
