中國粉體網訊 耐磨性是氧化鋁陶瓷應用于研磨介質時最關鍵的性能指標。那么如何提高氧化鋁陶瓷的耐磨性呢？濟南大學侯憲欽教授在接受中國粉體網記者專訪時，以一種肯定的語氣講到，微晶化是提高氧化鋁陶瓷耐磨性唯一的、最有效的方法。其它的方法，在侯教授的眼里都不大可行。因氧化鋁陶瓷的磨損是一種脆性斷裂的機制，如果添加纖維雖然可以提高強度和韌性，但由于它有方向性，做成研磨介質之后就會沿著某個比較脆弱的方向發生劈裂，故加纖維不可行，除此之外也就沒有其它有效的方法了。
微晶化制備技術的兩大關鍵點
在“2018新型陶瓷技術與產業高峰論壇”上所做的《耐磨氧化鋁陶瓷微晶化制備方法》報告中，侯教授指出微晶化制備技術的兩大關鍵點，即氧化鋁原料的超細粉磨與低溫慢速致密化燒結。圍繞這兩大關鍵點，記者追問了侯教授一系列的問題，如：超細粉磨應當用干法？濕法？抑或干法+濕法？低溫慢燒導致的效率及產量問題如何改善？侯教授以其專業的理論與獨到的生產經驗一一回答了我們的問題。
濕法球磨最有效
首先，侯教授將干法研磨與濕法研磨做了比較。氧化鋁陶瓷球的原料主要是氧化鋁，另有碳酸鈣、滑石或粘土，其中最難磨的是氧化鋁粉，當用干法研磨時，氧化鋁粉與其它料的混合明顯不如濕法研磨混合得均勻。所以，現在最常用的是濕法加球磨（具體生產工藝流程如下圖所示）。這是最有效的、也是最環保的方法，畢竟干法研磨產生的揚塵也是一大難題。
除了單純濕法研磨之外，干法加濕法研磨的方法是否可行呢？據侯教授的經驗，確實有人這樣做，證明是可行的。只是在成本、操作簡便、混合均勻方面不及濕法研磨。侯教授指出，干法研磨針對粗粉團聚體的研磨效率是很高的，但是在干法研磨之后，進入砂磨機之前需要把它做成料漿，這時會用到強力分散設備，這種設備相當貴，比如青島某公司生產的一臺200L的強力分散設備報價上百萬，而球磨機很便宜，大約20萬的球磨機，20噸的料漿，配合好了直接進砂磨機，既投入低，又好運行，且分散均勻。如果是單純做氧化鋁粉可以用干法研磨之后直接出售，但是做耐磨氧化鋁陶瓷球由于需要多種原料的混合且因砂磨機的要求必須用料漿，用濕法研磨顯然更合適。
高技術含量的氧化鋁陶瓷球值得做
當問到因低溫慢速燒結可能導致的效率、產量問題時，侯教授坦言，他創辦的公司相當于一個研發平臺，是產業化之前的中試階段，更注重技術的含金量和產品的高質量高性能。他講到，大約用四天的時間，可以燒一爐（半噸）的氧化鋁陶瓷珠，當技術成型、產品性能穩定可靠之后，即可向規模大、實力強的公司轉讓技術，例如目前與侯教授合作的一家青島公司，一期生產線年產7000噸，二期將上萬噸。侯教授的公司雖然產能很低，但是其研發的耐磨氧化鋁陶瓷球的價值很大，一噸價值十幾萬。
耐磨氧化鋁陶瓷球
耐磨氧化鋁陶瓷球將取代氧化鋯球
跟氧化鋯陶瓷球及其它研磨球一樣，耐磨氧化鋁陶瓷球的應用很廣泛，除了應用于特種陶瓷行業以外，侯教授還提到鈦白粉、硅酸鋯、油漆、食品等行業。與氧化鋯陶瓷球相比，耐磨氧化鋁陶瓷球有何優勢？侯教授仔細給我們算了一筆經濟賬。從整體上看，氧化鋁球比氧化鋯球磨耗要高。但有少數的廠家，如侯教授他們做出的95氧化鋁陶瓷球與氧化鋯球的磨耗大致是一樣的，但是價格上有明顯的優勢。以4萬一噸、比重接近4的95氧化鋁陶瓷球為例，與15萬一噸、比重為6的氧化鋯陶瓷球相比，當裝入同一個磨時，其投入成本約為其六分之一。另外，在用氧化鋯珠磨氧化鋁粉時，由于氧化鋯陶瓷珠的硬度只有7，而氧化鋁陶瓷珠的硬度是9，在研磨過程中氧化鋯的消耗量很大，磨一噸氧化鋁粉至少需要耗掉氧化鋯珠子六七公斤，如果磨六公斤的氧化鋯珠，按150塊錢一公斤來算，共需要900塊錢。氧化鋁珠子就很不一樣了，差不多需要磨耗一兩公斤。如果是兩公斤，按50塊錢一公斤來算，才要100塊錢，可以看出這是100和900的差別。綜上不難看出，氧化鋁陶瓷球相比氧化鋯球，一次性投入成本低，其運行成本也低，所以，未來氧化鋁粉研磨介質的發展趨勢，將是耐磨氧化鋁陶瓷球取代氧化鋯球。
除了成本的計算，侯教授也考量了產品純度方面的影響。在研磨鋰電池隔膜用的高純氧化鋁粉時，我們國家由于沒有合適的氧化鋁珠子，用的是氧化鋯珠子研磨，一噸氧化鋁粉磨耗五六公斤的氧化鋯珠子，這樣，99.9的氧化鋁粉的純度會降到99.4，99.99的氧化鋁粉的純度會降到99.49。雖然說雜質鋯的危害性不是特別大，但是我們國家造出來的鋰電池，跟日本人造的確實相差太遠。這也是侯教授近些年來大力倡議微晶化制備耐磨氧化鋁陶瓷的一個緣由。
亟待攻克的關鍵技術
在“厲害了，我的國”的呼聲中，各行各業的專業人士也清醒地意識到“是什么卡了我們的脖子”。在粉體行業里，就我們所知道的就有高端氧化鋁粉、高純石英、氯化法鈦白粉、高性能碳纖維等等被卡脖子的關鍵材料與核心技術。關于耐磨氧化鋁陶瓷亟待攻克的核心技術方面，被譽為“實戰型專家”的侯憲欽教授也給出了自己的認識。除了原料的超細粉磨和低溫慢燒之外，侯教授特別指出，現在需要整個業界尤其是氧化鋁粉的供應商，要把原晶降下來，既要溫度低，且保證轉化率為94~95，這個對于氧化鋁粉料生產商來講，是有難度的，不是所有廠家都能掌握的技術，也就是說，為了追求轉化率，要升高溫度，一升高溫就把原晶粗化了，粗化了就不適合做精細的東西。轉化率與原晶之間的這個矛盾協調得好，做出的原晶又小、轉化率又不低，這個就是關鍵的技術問題。
（本文由粉體網編輯依據侯憲欽教授在“2018新型陶瓷技術與產業高峰論壇”期間的部分采訪錄音整理而成。若有疑議，歡迎投稿探討。）
