高硬度高純度粉體超細研磨與分散技術迭代，氮化硅微珠磨介性能優勢明顯_風聞

高硬度高純度粉體超細研磨與分散技術迭代，氮化硅微珠磨介性能優勢明顯

 一、超細粉體材料是大國科技競爭重要的基礎材料

超細粉體業內通常是指從微米級、亞微米級到100納米以上的一系列超細材料。材料被粉粹成超細粉體後，由於粉粒體積小、粒度分佈窄、質量均勻, 從而具有表面活性高、比表面積大、燒結體強度大、溶解速度快、化學反應速度快，以及獨特的電磁性、光學性能、力學和化學等宏觀特性，因而超細粉體廣泛應用於電子信息、醫藥、化工、模具、高鐵、航天、新能源、新材料等領域。

當前，超細粉體在鋰電池材料、磁性材料、隱形隱身材料、電子陶瓷材料、超塑材料、新型冶金材料、建築材料、高耐磨材料及半導體等材料領域的應用和研究突飛猛進，可以這麼講超細粉體材料是大國科技競爭重要的基礎材料。

二、傳統高純度粉體超細研磨與分散磨介技術現狀及其優劣勢

研磨與分散超細粉體的通常要求磨介損耗污染少、粉體高細度、顆粒度窄分佈等，這些對超細粉體每個理化指標的要求在研磨與分散工藝中都是一個大難題。業內高純度粉體超細研磨與分散磨介根據不同物料和工況及要求通常使用氧化鋯微珠、氧化鋯球、氧化鋯柱、氧化鋯珠等氧化鋯陶瓷材料。

▲氧化鋯微珠、氧化鋯陶瓷柱、氧化鋯球、氧化鋯陶瓷珠各種類型氧化鋯磨介

1**、氧化鋯磨介在高純度粉體超細研磨與分散中技術優勢**

高純度粉體超細研磨與分散中常用的是氧化鋯磨介球，氧化鋯磨介球別名釔穩定氧化鋯珠，氧化鋯球，95氧化鋯陶瓷球，鋯珠等都是常用名稱。氧化鋯研磨球表面光滑，圓整度好，流動性高，具有高抗彎強度、高韌性、強大的抗壓力和較高的耐磨性等性能優點。

氧化鋯磨介球近年來開始在磷酸鐵鋰、碳纖維、鋰電池用材料、油墨、塗料、精細陶瓷等材料的粉碎工程領域內得到廣泛使用。氧化鋯微珠作為超細研磨介質是研磨介質中的理想產品，能幫助粉體材料實現幾十納米級別的研磨、破碎和分散。

2**、氧化鋯磨介在高純度粉體超細研磨與分散中技術劣勢**

氧化鋯研磨球具有高韌性的原因是有穩定劑的存在，這種高韌性是有時效性的，比如氧化鋯陶瓷球在空氣放置一段時間後就會失穩，其性能就會嚴重下降甚至開裂；並且氧化鋯研磨球高温時候是沒有亞穩相而失去高韌性的特點，因此氧化鋯珠做為磨介無法在高温情況下使用和在室温情況下長時間使用，不能高温使用和時效性差這2項缺點嚴重製約氧化鋯珠做為研磨介質發展。

三、高純度粉體超細研磨與分散磨介技術升級——氮化硅微珠5項性能優勢明顯

對比傳統高純度粉體超細研磨與分散氧化鋯微珠磨介，氮化硅微珠不僅在維氏硬度、彈性模量、抗壓強度、斷裂模量、熱膨脹係數、比熱、使用上限温度、抗衝擊能力等研磨介質的維度上，都全面優於氧化鋯微珠，而且氮化硅微珠下面5項性能優勢明顯。

**▲**氧化鋯珠與氮化硅珠磨介常見物理性能對比表

對比傳統高純度粉體超細研磨與分散氧化鋯微珠磨介優勢之一——氮化硅微珠研磨效率高

氮化硅微珠維氏硬度14-18Gpa,氧化鋯微珠維氏硬度10-13Gpa，氮化硅材料硬度位居世界材料前三位，硬度僅次於金剛石和立方氮化硼。氮化硅微珠比氧化鋯微珠維氏硬度高，在對粉體材料切割及粉粹時研磨效率更高。

對比傳統高純度粉體超細研磨與分散氧化鋯微珠磨介優勢之二——氮化硅微珠更適宜研磨石英等高硬度物料

氮化硅微珠比氧化鋯微珠維氏硬度高，氮化硅微珠在對石英等高硬度物料粉體材料切割及粉粹時不僅研磨效率更高，而且研磨能耗更低。

對比傳統高純度粉體超細研磨與分散氧化鋯微珠磨介優勢之三——氮化硅微珠研磨磨耗小

氮化硅微珠24小時的磨耗只有百萬分之一，基本是沒有損耗，氮化硅微珠因研磨消耗非常低，降低了研磨介質的磨損及對研磨材料的污染，有利於獲取更高純度的超細粉體。

相對於氧化鋯微珠要考慮降低磨耗雜質對高純度粉體的使用性能和產品價值的影響，使用氮化硅微珠替代氧化鋯微珠對高純度超細粉體進行研磨技術升級，對於高純度超細粉體提質增效更具經濟性和發展前景。

例如，當前我國在研磨鋰電池隔膜用的高純氧化鋁粉體時，常用的是氧化鋯球來研磨，研磨一噸的氧化鋁粉體，磨耗大約五至六公斤左右的氧化鋯磨介，損耗的氧化鋯磨介粉末以雜質混合在氧化鋁粉體中，導致原先純度為99.99的氧化鋁粉的純度會降到到99.47。雖然説雜質氧化鋯磨介粉末對鋰電池隔膜的危害性不是特別大，但是也給氧化鋁粉體提純帶來難度，這也是我國造出來的鋰電池，與日本製造的鋰電池性能相差較大的原因之一。有試驗表明，氮化硅球作為研磨介質24小時的磨耗只百萬分之一，氮化硅球作為替代氧化鋯球作為研磨介質可大幅提升高附加值粉體和高科技粉體產品純度、質量和成本，有望為我國科技產品質量升級迭代提供新路徑。

▲威海圓環氮化硅微珠、氮化硅陶瓷球、氮化硅珠、氮化硅球、氮化硅陶瓷珠

對比傳統高純度粉體超細研磨與分散氧化鋯微珠磨介優勢之四——氮化硅微珠使用壽命長

相比氧化鋯微珠的高韌性是有時效性的，長時間使用後就會失穩，其性能就會嚴重下降甚至開裂。氮化硅微珠使用壽命長，氮化硅微珠24小時的磨耗只有百萬分之一，基本是沒有損耗，使用氮化硅微珠研磨超細粉體，不僅降低了研磨介質的磨損及對研磨材料的污染，有利於獲取更高純度的超細粉體 ，而且在配套研磨設備使用壽命週期內通常無需再添加補充磨介，節省研磨時間和成本。在研磨介質全壽命週期內，對比傳統高純度粉體超細研磨與分散氧化鋯微珠磨介，氮化硅微珠使用壽命更長，平均使用成本更低，也更具經濟性。

▲研磨高純石英砂的氮化硅研磨球柱結合體、氮化硅磨圈10年使用狀態對比

在威海圓環先進陶瓷股份有限公司展廳，可以看到連續工作近十年的氮化硅研磨球柱結合體、氮化硅研磨圈2種氮化硅陶瓷磨介，將2個氮化硅研磨球柱結合體、氮化硅研磨圈與未工作的磨介對比（如上圖），我們發現工作近十年的氮化硅研磨球柱結合體、氮化硅研磨圈除了變得光滑一些，還有稜角沒那麼分明以外，氮化硅研磨球柱結合體、氮化硅研磨圈的大小並沒有太大明顯的變化。氮化硅微珠雖然生產製造成本較氧化鋯微珠高一些，但是從氮化硅微珠超長的全壽命使用週期相對於升級換代對象氧化鋯微珠的生產成本優勢來計算，氮化硅微珠也是具有相當的優勢。從高純度超細粉體研磨介質角度來看，氮化硅微珠也是作為替代氧化鋯微珠的理想的升級換代產品。

對比傳統高純度粉體超細研磨與分散氧化鋯微珠磨介優勢之五——氮化硅微珠高温使用性能好

氧化鋯微珠高温時候是沒有亞穩相而失去高韌性，氧化鋯微珠無法在高温情況下使用。氮化硅微珠高温使用性能好，氮化硅微珠作為研磨介質高温使用時，性能幾乎不受影響，尤其適合無降温的石英等高硬度物料的低能耗幹法超細研磨和分散工藝。

四、高硬度高純度粉體超細研磨與分散工藝升級，威海圓環氮化硅磨介技術行業領軍

2022年10月，威海圓環批量化生產性能完備的0.1～1mm規格的氮化硅微珠各項理化指標達到了國外行業領軍的質量水平，突破了西方先進國家在氮化硅微珠的技術保護和應用產品對我國“卡脖子”難題。

▲威海圓環批量生產性能完備的0.1～1mm規格的氮化硅微珠

納米砂磨機、分散研磨機、攪拌球磨機、磨剝機、滾筒球磨機、行星磨、曲速磨、細胞磨研磨機等分散研磨設備搭配上威海圓環氮化硅微珠磨介，可助力電子陶瓷粉末、磁性材料、油漆、顏料油墨、重鈣、農藥、食品醫藥原料、碳納米管、硅碳負極、磷酸鐵鋰、碳納米管、高鎳三元等鋰電正負極材料企業發展高純度超細納米材料。

氮化硅微珠不僅是圓珠筆尖筆珠、高轉速微型軸承理想的升級換代產品，0.1mm規格氮化硅微珠作為磨介是生產成微米級漿料、納米級漿料的關鍵耗材，將推動我國金屬粉體、非金屬粉體原材料超細磨，生物醫藥領域孢壁破壁等高科技新材料產品質量升級迭代，有望引發新一輪材料產業革命。

**▲**威海圓環氮化硅磨介圈：高效率低能耗幹法超細研磨與分散利器

威海圓環先進陶瓷股份有限公司是一家專業從事氮化硅微珠、氮化硅研磨球柱結合體、氮化硅磨介圈、氮化硅陶瓷球、高熱導率氮化硅陶瓷基板、可重複利用的高熱導氮化硅陶瓷坩堝、氮化硅陶瓷結構件等Si₃N₄氮化硅精密陶瓷材料的生產企業。威海圓環氮化硅陶瓷磨介都可以按照用户特殊要求定製。關於高純度粉體研磨磨介，關於幹法超細研磨與分散技術，關於氮化硅微珠等各型系列氮化硅陶瓷磨介性能、規格、技術參數等問題——威海圓環 隨時歡迎各位同行、各位同仁交流探討！ 威海圓環在所有產品原材料的品質上精益求精，以確保威海圓環氮化硅陶瓷系列產品在惡劣的環境下保持正常的工作。高硬度高純度粉體超細研磨與分散技術迭代，氮化硅微珠磨介性能優勢明顯。

威海圓環從研發到批量化生產性能完備的各項理化指標達到了國外行業領軍的質量水平的0.1mm規格的氮化硅微珠, 突破了西方先進國家在氮化硅微珠的技術保護和應用產品對我國“卡脖子”難題。威海圓環性能不斷創新突破的氮化硅陶瓷系列高新技術產品,為我國高附加值工業粉體產品及高科技產品質量升級提供新路徑。

     高硬度高純度粉體超細研磨與分散技術迭代，氮化硅微珠磨介性能優勢明顯（顏輝）