專利名稱：研磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種研磨陶瓷粉末的方法。
隨著近來陶瓷材料如氧化鋯在先進技術(shù)應(yīng)用中用途的增加，制備細粒的、純的陶瓷粉末就具有相當大的意義。研磨物質(zhì)至微小尺寸的技術(shù)是眾所周知的，且可用任何在這技術(shù)領(lǐng)域中已知的慣用的方法。為了在該研磨方法中保持一合適的液流，必需用一種分散劑。在更有效且因此更廣泛應(yīng)用中，該分散劑為有機化合物，這類化合物之一為胺類如三乙醇胺和2-氨基，2-甲基丙醇(AMP)。
應(yīng)用這種胺的方法已生產(chǎn)出細粒的陶瓷粉末，已發(fā)現(xiàn)它在市場上易于被接受。然而，它們并不是對所有的用途均合適;主要是因為殘留的有機物質(zhì)粘附于顆粒的表面。許多陶瓷制品的制造廠希望他們所采用的陶瓷粉末完全沒有任何這種有機殘留物。至今，這僅通過在顆粒表面上的另一種更可接受的物質(zhì)的優(yōu)先吸附以置換該有機物質(zhì)，或通過讓該粉末經(jīng)受一合適的高溫以燒掉該有機殘留物來達到(該陶瓷粉末本身不受該處理的影響)。但是，該燃燒方法給出一種更難再分散的粉末。這些附加的方法還增加了最終產(chǎn)物的成本。
現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)研磨陶瓷粉末以給出一種沒有有機物質(zhì)的細粒粉末是可能的。因此，根據(jù)本發(fā)明提供了一種用于研磨陶瓷粉末的方法，包括在足以有效研磨的一定數(shù)量的分散劑存在下，將該粉末放置在一種研磨介質(zhì)中，該分散劑選自至少具有沸點最大值為100℃的氨和一種烷基胺。
本發(fā)明出人意料的是氨和低分子量烷基胺一般不被認為是分散劑。“烷基胺”當然是指結(jié)構(gòu)式為NR1R2R3的化合物，其中R1，R2和R3選自氫和C1-C4烷基基團，至少R1，R2和R3之一為-C1-C4烷基基團。對氨是特別優(yōu)先的，因為氨不僅很易揮發(fā)(這樣無剩余物留在磨碎的顆粒上)，價廉和相對地無毒性，而且在這些陶瓷系統(tǒng)中，它也顯示出驚人的高分散作用和潤濕性。因此氨基是較好的物質(zhì)，但也可用烷基胺如甲胺和乙胺。應(yīng)用一種或多種這些分散劑的混合物是可能的和容許的。
該用于本發(fā)明的陶瓷粉末包括任何用于制造優(yōu)質(zhì)陶瓷的陶瓷粉末。這些包括氧化鋯(純的或用，例如，氧化釔，氧化鎂或氧化硅改性的)，氧化釔，氧化鋁，四氮化三硅和碳化硅，以及這些陶瓷粉末的混合物。
在其中進行研磨陶瓷粉末的設(shè)備可為任何適合于這種目的的設(shè)備。它可為，例如，一種球磨機，一種經(jīng)攪拌的介質(zhì)碾磨機(如一種磨碎機)，一種砂研磨機或一種球磨機。特別好的設(shè)備為一種磨碎機，一種相對低能耗設(shè)備，其工作的方式實際上使容器壁不會引起剝蝕，這樣不會帶來最后成品的污染。
用于研磨的介質(zhì)可為任何適合于研磨陶瓷粉末，例如，氧化釔改性氧化鋯的球狀物，滑石的球狀物或鋼的球狀物。在一個特好的具體實例中，在一個經(jīng)攪拌的介質(zhì)碾磨機中的顆粒尺寸為0.8-3.0毫米的精磨介質(zhì)的混合物，該介質(zhì)的量為這樣，平均間距為50-90微米，為一種特好的介質(zhì)。這樣一個混合物在待批(copending)澳大利亞專利申請第23770/88號中描述且在本發(fā)明的過程中給出特好的結(jié)果。
加入足量的分散劑以產(chǎn)生效率高的研磨，即這樣該研磨設(shè)備的容量保持在一個合適的流體狀態(tài)下且研磨在一個合理的快速率下進行。這通過眼睛容易確定-如果該容量呈一種厚漿濃度且不易流動，則需要更多的分散劑。在常溫下，這是以一種在水中的溶液的形式加入(其中該分散劑為一種氣體，氨或甲胺)的形式，或其中分散劑直接為一種液體加入。
當研磨完全時，該磨碎的陶瓷粉末可通過任何該領(lǐng)域中已知的方法回收。蒸發(fā)該分散劑，留下一種準備應(yīng)用的細粒的、沒有有機物的陶瓷粉末。
本發(fā)明通過下列實施例進一步描述。
實施例1制備一種陶瓷粉末一種表面積為5.0米2克-1的氧化釔改性氧化鋯粉末在水中，在一個用0.8毫米的氧化釔改性氧化鋯介質(zhì)的磨碎機中磨碎(ex Shinegawa公司，日本)。以在氧化鋯重量的2%NH3的比值加入氫氧化銨，且能使在一粉末載荷率(在粉末加水混合物中粉末的重量百分數(shù))為60%下進行研磨。
在4小時研磨之后，顆粒尺寸的測定，如在一個“Microtrac”(商標)顆粒尺寸分析器(ex Leeds和Northrup)上測定，表明50%顆粒尺寸小于0.25微米，且在一個用一杯子和浮子管的“Bohlin”(商標)VOR流變儀上測定的粘度在剪切速率30至300秒-1范圍內(nèi)為6.8毫帕秒。
實施例2一個對照實施例表明省去氨的影響。
重復(fù)實施例1但省去氫氧化銨。已發(fā)現(xiàn)為了保持一種合適的低粘度，它在5小時磨碎后將使顆粒尺寸減少至50%小于0.25微米，則粉末載荷不能大于30%。最終經(jīng)磨碎的粉末分散體的粘度為5毫帕秒。
干燥這些粉末并加入水，同時用一把調(diào)色刀捏和該粉末直至得到一種很稠漿料。已發(fā)現(xiàn)水吸收為26.4%重量。
然后，向這漿料中加入一種10%氨溶液，且繼續(xù)捏和。該稠厚的漿料的絮凝散開而給出一種具有一種粘度為7毫帕秒的液態(tài)分散體。所需的氨的量以氧化鋯固體為基為0.12%NH3。
實施例3制備一種陶瓷粉末一種表面積為23米2克-1的共沉淀TiO2-ZrO2(摩爾)粉末在水中，用在實施例1和2中所用的0.8毫米的氧化釔改性氧化鋯介質(zhì)研磨。以按粉末重量的1%NH3的比值加入氫氧化銨，這能使在一粉末載荷率(在粉末加混合物中粉末的重量百分數(shù))為60%下進行研磨。
在20分鐘研磨之后，如實施例1中所述測定顆粒尺寸，且已發(fā)現(xiàn)50%顆粒尺寸小于0.75微米。該分散體具有低粘度。
權(quán)利要求
1.一種用于研磨陶瓷粉末的方法，包括在足以使有效研磨的一定數(shù)量分散劑存在下，將該粉末放置在一種研磨介質(zhì)中，該分散劑選自至少具有沸點最大值為100℃的氨和一種烷基胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于其中所述的分散劑選自甲胺和乙胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于其中所述的分散劑為氨。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3的任何一個所述的一種方法，其特征在于其中所述的研磨在一個磨碎機中進行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4的任何一個所述的一種方法，其特征在于其中所述的研磨系采用0.8-3.0毫米直徑的研磨介質(zhì)進行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5的任何一個所述的一種方法，其特征在于其中存在的研磨介質(zhì)的量是這樣的，其平均間距為50-90微米。
7.一種通過權(quán)利要求1-6的任何一個方法的制備的陶瓷粉末。
全文摘要
通過用氨或一種揮發(fā)性胺作為一種分散劑，可將陶瓷如氧化鋯研磨成為沒有有機物污染的細粒粉末。該研磨較好地是在一個具有精磨介質(zhì)(0.8-0.3毫米)的磨碎機中進行。該方法產(chǎn)生一種適用于制備陶瓷顆粒的細粒的、高純度的粉末。
文檔編號B02C23/06GK1040933SQ8910403
公開日1990年4月4日 申請日期1989年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月17日
發(fā)明者威利, 布郎, 安格斯, 約翰, 哈茨霍恩 申請人:帝國澳大利亞軍品獨占有限公司