第8章 电介质陶瓷制备原理及工艺
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第八章 电介质陶瓷制备原理及工艺
一、电介质瓷料制备原理 二、制造工艺控制 三、纳米晶材料的软化学制备技术
一、电介质瓷料制备原理
1.1 电介质瓷原料 1.2 原料的颗粒度与粉碎 1.3 颗粒表面能与粉料的活化 1.4 粉料粒度的测定 1.5 低介装置瓷瓷料制备
电介质陶瓷的优良特性主要决定于：晶相结构、 制备工艺 例如：ZnO压敏半导瓷 主晶相性能方面：六方纤锌矿结构，本征特性 为半导性。 制备工艺方面：ZnO压敏半导瓷对外加电压有 一定的响应，其机理主要是晶界效应，而晶界 在很大程度上由制备工艺决定。例如生烧使晶 粒过小，主晶相合成不完全；过烧产生二次晶 使个别晶粒粗大，它们均使ZnO压敏半导瓷压 敏性能变坏。 一般陶瓷工艺的主要流程：原料准备—坯体成 型—烧结—瓷件加工
（3）振磨机的粉碎程度 当进料尺寸小于250µm，则成品料平均细度 可达2～5µm。球磨与振磨比较其粉碎粒度 （超细磨<2µm ）要小得多，效率也较低。
1.2.5 砂磨工艺
棒钉可调卧式砂磨机 立式砂磨机
（1）影响砂磨效率的主要因素 砂磨主要以剪切、滚碾磨擦为主，故中轴转速、 磨体直径（指球形）及数量对砂磨效率具有重要 影响。 磨球直径：一般为φ2～φ5mm，以φ2～φ3mm 为佳。 磨球数量：比球磨、振磨要多。 转速：一般1000转/分。
（2）振磨工艺优缺点 优点：粉料在单位时间内受研磨体的冲击与研磨 作用次数极大，其作用次数成千倍于球磨机，因 此粉碎效率很高。粉碎粒度细，混入杂质较少。 一方面粉碎是靠疲劳破坏而粉碎，另一方面由于 研磨效率高，所用时间短，因此减少了混入杂质 的可能性。 缺点：粒形较差，呈棱角，混合效果及均匀度较 球磨差。振动噪音大，机械零件易疲劳而损坏， 装料尺寸应小于250µm（60目筛）。
-1 3 2 3 2 -1 2 3
（3）等效粒径与比表面之间的关系 工艺中常用的为等效粒径或者平均直径，我们常 说的某一粉体系统的粒径一般指平均值。 设粉粒为球形，r为球半径，d为球直径，ρ为粉料 的比重，则： 球面积 球体积 ∴ 重量比表面 A = 4πr2 = πd2
4 3 πd 3 V = πr = 3 6
（2）助磨剂屏蔽粉粒表面电荷原理 助磨剂一般都是呈酸性或碱性的有机液体，且为 极性基团（官能团）的极性分子。 如油酸CH3-C16H30-COOH [CH3－(CH2)7－CH=CH －(CH2)7 －COOH]，羧基－COOH具有明显“+” 极性，它吸附在负电荷的粉粒表面，属蔽其电荷， 而将自身烷基－CH3 端朝外。烷属烃是典型的中 性介质，因而大大地削弱了粉粒之间的相互作用 力，提高了粉粒的分散性，即强化了研磨效果。
筒体的选择：小规模生产或实验研究使用塑 料瓶或罐；大规模工业化生产使用大型钢铁 筒体其内层衬上与原料相同的瓷料或聚氨酯 橡胶及塑料等有机物，以防引入钢铁杂质。 球磨时间 一般为24～48小时，时间长杂质混入较多。 原料、磨球和水的经验配比
原料 /磨球 / 水 = 1 / 1 / （0.6～1） 体积比，一
1.2.3 球磨工艺
卧式（抛落） 卧式（抛落） 滚筒式球磨机
立式（泻落） 立式（泻落）
（1）球磨工艺原理 滚筒式球磨机对粉料作的功： 磨球自由落体撞击功。 球—球，球—内衬之间的滚动、碾压、磨擦功。
（2）影响球磨效率的主要因素 转速n（角速度ω） 工厂生产实践中总结出的经验公式为： D（磨机内直径）>1.25m（大型球磨机）则 350 n= 转/分 D 筒体直径（D） 常用滚筒式球磨机的直径一般在1m～2m之间。 磨球形状（球形）
粉料对振幅与振动频率的要求： 较粗的粉料进行粉碎时需要较大冲击力， 因此要求振幅大，同时粉碎前期粉料较 粗，因而前期振幅要大以提高效率。 较细粉料的粉碎需要大量滚碾磨擦，因 而希望振动频率高些，破碎后期一般粉 料较细，因而破碎后期振动频率要高以 提高效率。 振动幅度加大，磨球的上抛高度加大，加 强了磨球下落的冲击力。
随立方体的体积增大，角、棱、面上活性离子所占百分率 呈指数减少。 当棱上离子只有2个时，棱离子、面离子、角离子都占百分 之百，因为有六个面，十二条棱，八个角，这些离子既是 棱上、面上也是角上之离子。每条棱上离子数2，则总离子 数 8 个 ， 角 离 子 %=100% ； 棱 离 子 %=100% ； 面 离 子 %=100%。 当一条棱上离子为10个时， 总离子数：10×10×10=103 面离子数：2×100＋2×80+2×64=488 面离子所占百分率： (488÷1000)×100%=48.8% 棱离子数：4×10+8×8=104 棱离子所占百分率：(104÷1000)×100%=10.4% 角离子数：8×1=8 角离子所占百分率：(8÷1000)×100%=0.8%
A 6 A0 g = = ρV ρd
A 4πr 2 3 6 体积比表面 A0V = = = = V 4 πr 3 r d 3
近似求得粉料的等效粒径与比表面（体积或重量） 的关系式：
6 d= A0V
或
6 d= ρA0 g
实际粉粒并非圆球状故用平直径 d 代替d。
1.3.4 固体中质点的活性与位置的关系 质点的活性：固体中某一质点，挣脱原有结构给 予它束缚力的可能性。 注意：粉料的活性指整个粉体系统而言，质点的 活性则对单个粒子而言。 固体中处于不同位置上的离子所受束缚力有： 内离子>内角离子>内棱离子>表面离子 >外棱离子>外角离子 固体中质点的活性正相反： 内离子<内角离子<内棱离子<表面离子 <外棱离子<外角离子
1.2.4 振磨工艺
振磨机
（1）影响振磨效率的主要因素 ① 球质量
m ↑→ F = m(av + g ) ↑→ 撞击作用力 ↑→ η（效率） ↑
aν 为垂直线加速度
F 为料斗与下落磨球相互作用力。
② 振动频率f ↑→ η ↑ 振动频率提高，单位时间研磨次数增多， 加强了滚动磨擦。
③
振动幅度A ↑→ η ↑
般为：1 / 1 / 1 。
（3）球磨工艺优缺点 优点：设备简单，混合料均匀，粒形好（圆形）。 缺点：研磨体在有限高度抛落或泻落，产生撞击 力和磨剥力，作用强度较弱；筒体转速受临界转 速限制，即碾磨能力也受到限制；不起粉碎作用 的惰性区较广，间歇作业。
（4）各种球磨机的粉碎程度 粗磨：50～10µm 细磨：10～2µm 超细磨：<2µm <2µm
1.2 原料的颗粒度与粉碎 1.2.1 对粒度的要求 要求：愈细愈好，在10µm以下（称细粉）。 细粒的优点： 有利于各组份混合均匀，使其在高温时反应物 的生成也均匀，不偏离配方（混合阶段）。 细粒有利于提高粉料的填充系数和造粒质量， 从而提高坯体的成型密度（成型阶段）。 提高粉料活性，降低烧成温度（烧结阶段）。
（2）砂磨工艺优缺点 优点：研磨时间短，效率高，是滚筒式球磨机的 十倍。粒径细，分布均匀，研磨粒径可达0.5µm。 对环境污染小，基本没有粉尘，连续进料出料， 便于自动化大批量粉碎。 缺点：原料要求细。
1.2.6 气流磨工艺优缺点
旋流式气流磨机
说明：1-高压空气 2-旋流式流化床粉碎机 3-立式涡轮分级机 4-旋风收集器 5-袋式除尘收集器 6-高压引风机 7-1号成品 8-2号成品
优点：干磨式粉碎，粉碎平均粒径大约1µm，粒 度分布狭窄陡直。产量大、效率高，机械磨损少， 很适合对坚硬物料（莫氏硬度9.5）的加工。 缺点：粉尘多、噪音较大，对环境有污染。
1.2.7 助磨剂作用原理 （1）机械粉碎的粒度极限问题 球磨：rmin≈1µm，r一般≈10µm。 振磨：rmin≈0.1µm，r一般≈5µm。
1.3 颗粒表面能与粉料的活化 1.3.1 粉料的活性 化学观点：活性主要指粉料的化学活泼性，是指 参与化学反应的难易。 物理观点：指构成粉料的质点（原子、离子、分 子）挣脱本身结构束缚而进行扩散、挥发的可能 性。
1.3.2 结合能与表面能 （1）结合能 由高度分散状态的离子结合成单位质量的离子晶 体时所释放出的能量或将某单位质量的离子晶体 彻底分散为正负离子时所作的功。 （2）表面能 在离子晶体内部的任一离子通常被与它相反电荷 的离子所包围，处于稳定的低能位状态。 结论：表面离子能量>内部离子能量 表面能：表面离子高于体内离子所具有的那部分 能量。
1.2.2 原料的粉碎方法及原理 粉碎方法：用机械装置对原料进行撞击、碾压、 磨擦使原料破碎圆滑。 粉碎原理：机械能转换为粉料的表面能和缺陷能， 能量转换过程。 粉碎要求：效率高，避免混入杂质。 粉碎在短期内达到预定的细度或说达到某一细 度所消耗的能量少，时间短。 尽量减少粉碎机械装置的杂质引入。
1.1 电介质瓷原料 1.1.1 原料分类 天然矿物原料（硬质原矿，软质原矿） 人工合成、提纯原料（化工原料，电子级原料） 化工原料：电介质常用原料，一般采用化学 组成分级。
工业纯（IR） 化学纯（CP） 分析纯（AR） 光谱纯（GR） 电子级原料 Industrial Reagent Chemical Purity Analytical Reagent Guarateend Reagent 专用 98.0% 99.0% 99.5% 99.9%
例如，将一块晶体分为两半，必须作功∆W，同时晶体增加 了两个表面，这两个表面的面积设为∆A，由于∆W是为增加表 面能而支付的，于是有：
γ =
∆W ∆A
γ =
dW dA
γ—表面能(比表面能)，∆W—增加∆A面积外力作的功， ∆A—外力作功所增加的表面积。
看成 比表面能 就是 表面张力
比表面能、表面能、表面自由能、表面张力的概念具有一 致性。在自然界中，不论是液体还是固体，表面总能量总是趋 于降低，介稳状态向稳定状态过渡。一定重量的固体，粉碎得 越细，总的表面积A越大，体系之总表面能 W =γA越大。这样 的系统能量较高，系统不稳定，只要条件许可，如外力作用， 将自发趋向于使小晶粒长成粗晶粒，从而降低表面自由能。
磨球与内衬的质料 常用的研磨体材料：氧化铝、氧化锆、玛瑙 （SiO2）、氧化锆增韧氧化铝、钢球等材料。
某些研磨体的性能
材质 氧化铝 磨体 氧化锆 磨体 玛瑙 磨体 ZTA 磨体 主要成份 Al2O3 87%～ 96% ZrO2 95% SiO2 Al2O3/ZrO2 = 4/1 密度(g/cm3) 莫氏硬度 密度 3.4～3.65 5.95 2.3 4.2 7.5 最恶劣条件1.5/10万 9 最恶劣条件1/10万 磨耗量
各种粉碎机械研磨粉料均有饱和极限原因： 电子瓷粉料通常都是无机氧化物或含氧的酸、 碱性盐类，属离子晶体，破碎后小粒的外层都 带有电荷，即破碎后粉粒表面均带有电荷。 还有些颗粒在粉碎过程中获得能量被极化而产 生电偶极矩，它们依赖极化作用力而聚合。 同时粉料研磨达到一定细度后，其表面增大， 活性增强，表面吸附力也加大，表面吸附力增 加到一定程度也导致粉粒的聚合。
1.1.2 原料的评价 化学成份 结构 颗粒度 形貌
1.1.3 原料的选择 （1）保证产品性能前提下，尽量选择低纯度原料； （2）各种杂质及种类对产品的影响要具体分析。 利：能对影响产品的不利因素进行克制，能与产 品的某成份形成共熔物或固溶体从而促进烧结， 降低烧结温度，使瓷件致密。 害：产生各种不必要的晶相及晶格缺陷，影响产 品性能。 在实验研究中，对功能陶瓷主晶相原料一般采用 化学纯（CP99%）或电子级粉料，而掺杂（也称 小料）原料则应采用光谱纯（GR99.9%）。
1.3.3 比表面与等效粒径 （1）比表面 二种表达方式：体积和重量比表面：
A (体积比表面) A0 v = V A A A0 g = = (重量比表面) g ρV 其中 A：粉料的总表面积，
V：粉料的总体积， ρ：粉料的比重。
（2）比表面与粒度的关系 粉料体积一定则颗粒越小比表面越大。 设粉粒粒形为立方体，各边长为1cm，表 面积为 6cm ，体积为 1cm 。当边长减少到原 长的十分之一，即10 cm时，粉粒数便增加到 10 个。总面积增加到6×10cm ，（0.1×0.1） ×6×10 = 6×10cm ，即增加十倍，相应比表 面也增加到6×10cm ，增加了十倍。 粉料体系粒度每降低一个数量级，则粉料体系 比表面就增加一个数量级。
一、电介质瓷料制备原理 二、制造工艺控制 三、纳米晶材料的软化学制备技术
一、电介质瓷料制备原理
1.1 电介质瓷原料 1.2 原料的颗粒度与粉碎 1.3 颗粒表面能与粉料的活化 1.4 粉料粒度的测定 1.5 低介装置瓷瓷料制备
电介质陶瓷的优良特性主要决定于：晶相结构、 制备工艺 例如：ZnO压敏半导瓷 主晶相性能方面：六方纤锌矿结构，本征特性 为半导性。 制备工艺方面：ZnO压敏半导瓷对外加电压有 一定的响应，其机理主要是晶界效应，而晶界 在很大程度上由制备工艺决定。例如生烧使晶 粒过小，主晶相合成不完全；过烧产生二次晶 使个别晶粒粗大，它们均使ZnO压敏半导瓷压 敏性能变坏。 一般陶瓷工艺的主要流程：原料准备—坯体成 型—烧结—瓷件加工
（3）振磨机的粉碎程度 当进料尺寸小于250µm，则成品料平均细度 可达2～5µm。球磨与振磨比较其粉碎粒度 （超细磨<2µm ）要小得多，效率也较低。
1.2.5 砂磨工艺
棒钉可调卧式砂磨机 立式砂磨机
（1）影响砂磨效率的主要因素 砂磨主要以剪切、滚碾磨擦为主，故中轴转速、 磨体直径（指球形）及数量对砂磨效率具有重要 影响。 磨球直径：一般为φ2～φ5mm，以φ2～φ3mm 为佳。 磨球数量：比球磨、振磨要多。 转速：一般1000转/分。
（2）振磨工艺优缺点 优点：粉料在单位时间内受研磨体的冲击与研磨 作用次数极大，其作用次数成千倍于球磨机，因 此粉碎效率很高。粉碎粒度细，混入杂质较少。 一方面粉碎是靠疲劳破坏而粉碎，另一方面由于 研磨效率高，所用时间短，因此减少了混入杂质 的可能性。 缺点：粒形较差，呈棱角，混合效果及均匀度较 球磨差。振动噪音大，机械零件易疲劳而损坏， 装料尺寸应小于250µm（60目筛）。
-1 3 2 3 2 -1 2 3
（3）等效粒径与比表面之间的关系 工艺中常用的为等效粒径或者平均直径，我们常 说的某一粉体系统的粒径一般指平均值。 设粉粒为球形，r为球半径，d为球直径，ρ为粉料 的比重，则： 球面积 球体积 ∴ 重量比表面 A = 4πr2 = πd2
4 3 πd 3 V = πr = 3 6
（2）助磨剂屏蔽粉粒表面电荷原理 助磨剂一般都是呈酸性或碱性的有机液体，且为 极性基团（官能团）的极性分子。 如油酸CH3-C16H30-COOH [CH3－(CH2)7－CH=CH －(CH2)7 －COOH]，羧基－COOH具有明显“+” 极性，它吸附在负电荷的粉粒表面，属蔽其电荷， 而将自身烷基－CH3 端朝外。烷属烃是典型的中 性介质，因而大大地削弱了粉粒之间的相互作用 力，提高了粉粒的分散性，即强化了研磨效果。
筒体的选择：小规模生产或实验研究使用塑 料瓶或罐；大规模工业化生产使用大型钢铁 筒体其内层衬上与原料相同的瓷料或聚氨酯 橡胶及塑料等有机物，以防引入钢铁杂质。 球磨时间 一般为24～48小时，时间长杂质混入较多。 原料、磨球和水的经验配比
原料 /磨球 / 水 = 1 / 1 / （0.6～1） 体积比，一
1.2.3 球磨工艺
卧式（抛落） 卧式（抛落） 滚筒式球磨机
立式（泻落） 立式（泻落）
（1）球磨工艺原理 滚筒式球磨机对粉料作的功： 磨球自由落体撞击功。 球—球，球—内衬之间的滚动、碾压、磨擦功。
（2）影响球磨效率的主要因素 转速n（角速度ω） 工厂生产实践中总结出的经验公式为： D（磨机内直径）>1.25m（大型球磨机）则 350 n= 转/分 D 筒体直径（D） 常用滚筒式球磨机的直径一般在1m～2m之间。 磨球形状（球形）
粉料对振幅与振动频率的要求： 较粗的粉料进行粉碎时需要较大冲击力， 因此要求振幅大，同时粉碎前期粉料较 粗，因而前期振幅要大以提高效率。 较细粉料的粉碎需要大量滚碾磨擦，因 而希望振动频率高些，破碎后期一般粉 料较细，因而破碎后期振动频率要高以 提高效率。 振动幅度加大，磨球的上抛高度加大，加 强了磨球下落的冲击力。
随立方体的体积增大，角、棱、面上活性离子所占百分率 呈指数减少。 当棱上离子只有2个时，棱离子、面离子、角离子都占百分 之百，因为有六个面，十二条棱，八个角，这些离子既是 棱上、面上也是角上之离子。每条棱上离子数2，则总离子 数 8 个 ， 角 离 子 %=100% ； 棱 离 子 %=100% ； 面 离 子 %=100%。 当一条棱上离子为10个时， 总离子数：10×10×10=103 面离子数：2×100＋2×80+2×64=488 面离子所占百分率： (488÷1000)×100%=48.8% 棱离子数：4×10+8×8=104 棱离子所占百分率：(104÷1000)×100%=10.4% 角离子数：8×1=8 角离子所占百分率：(8÷1000)×100%=0.8%
A 6 A0 g = = ρV ρd
A 4πr 2 3 6 体积比表面 A0V = = = = V 4 πr 3 r d 3
近似求得粉料的等效粒径与比表面（体积或重量） 的关系式：
6 d= A0V
或
6 d= ρA0 g
实际粉粒并非圆球状故用平直径 d 代替d。
1.3.4 固体中质点的活性与位置的关系 质点的活性：固体中某一质点，挣脱原有结构给 予它束缚力的可能性。 注意：粉料的活性指整个粉体系统而言，质点的 活性则对单个粒子而言。 固体中处于不同位置上的离子所受束缚力有： 内离子>内角离子>内棱离子>表面离子 >外棱离子>外角离子 固体中质点的活性正相反： 内离子<内角离子<内棱离子<表面离子 <外棱离子<外角离子
1.2.4 振磨工艺
振磨机
（1）影响振磨效率的主要因素 ① 球质量
m ↑→ F = m(av + g ) ↑→ 撞击作用力 ↑→ η（效率） ↑
aν 为垂直线加速度
F 为料斗与下落磨球相互作用力。
② 振动频率f ↑→ η ↑ 振动频率提高，单位时间研磨次数增多， 加强了滚动磨擦。
③
振动幅度A ↑→ η ↑
般为：1 / 1 / 1 。
（3）球磨工艺优缺点 优点：设备简单，混合料均匀，粒形好（圆形）。 缺点：研磨体在有限高度抛落或泻落，产生撞击 力和磨剥力，作用强度较弱；筒体转速受临界转 速限制，即碾磨能力也受到限制；不起粉碎作用 的惰性区较广，间歇作业。
（4）各种球磨机的粉碎程度 粗磨：50～10µm 细磨：10～2µm 超细磨：<2µm <2µm
1.2 原料的颗粒度与粉碎 1.2.1 对粒度的要求 要求：愈细愈好，在10µm以下（称细粉）。 细粒的优点： 有利于各组份混合均匀，使其在高温时反应物 的生成也均匀，不偏离配方（混合阶段）。 细粒有利于提高粉料的填充系数和造粒质量， 从而提高坯体的成型密度（成型阶段）。 提高粉料活性，降低烧成温度（烧结阶段）。
（2）砂磨工艺优缺点 优点：研磨时间短，效率高，是滚筒式球磨机的 十倍。粒径细，分布均匀，研磨粒径可达0.5µm。 对环境污染小，基本没有粉尘，连续进料出料， 便于自动化大批量粉碎。 缺点：原料要求细。
1.2.6 气流磨工艺优缺点
旋流式气流磨机
说明：1-高压空气 2-旋流式流化床粉碎机 3-立式涡轮分级机 4-旋风收集器 5-袋式除尘收集器 6-高压引风机 7-1号成品 8-2号成品
优点：干磨式粉碎，粉碎平均粒径大约1µm，粒 度分布狭窄陡直。产量大、效率高，机械磨损少， 很适合对坚硬物料（莫氏硬度9.5）的加工。 缺点：粉尘多、噪音较大，对环境有污染。
1.2.7 助磨剂作用原理 （1）机械粉碎的粒度极限问题 球磨：rmin≈1µm，r一般≈10µm。 振磨：rmin≈0.1µm，r一般≈5µm。
1.3 颗粒表面能与粉料的活化 1.3.1 粉料的活性 化学观点：活性主要指粉料的化学活泼性，是指 参与化学反应的难易。 物理观点：指构成粉料的质点（原子、离子、分 子）挣脱本身结构束缚而进行扩散、挥发的可能 性。
1.3.2 结合能与表面能 （1）结合能 由高度分散状态的离子结合成单位质量的离子晶 体时所释放出的能量或将某单位质量的离子晶体 彻底分散为正负离子时所作的功。 （2）表面能 在离子晶体内部的任一离子通常被与它相反电荷 的离子所包围，处于稳定的低能位状态。 结论：表面离子能量>内部离子能量 表面能：表面离子高于体内离子所具有的那部分 能量。
1.2.2 原料的粉碎方法及原理 粉碎方法：用机械装置对原料进行撞击、碾压、 磨擦使原料破碎圆滑。 粉碎原理：机械能转换为粉料的表面能和缺陷能， 能量转换过程。 粉碎要求：效率高，避免混入杂质。 粉碎在短期内达到预定的细度或说达到某一细 度所消耗的能量少，时间短。 尽量减少粉碎机械装置的杂质引入。
1.1 电介质瓷原料 1.1.1 原料分类 天然矿物原料（硬质原矿，软质原矿） 人工合成、提纯原料（化工原料，电子级原料） 化工原料：电介质常用原料，一般采用化学 组成分级。
工业纯（IR） 化学纯（CP） 分析纯（AR） 光谱纯（GR） 电子级原料 Industrial Reagent Chemical Purity Analytical Reagent Guarateend Reagent 专用 98.0% 99.0% 99.5% 99.9%
例如，将一块晶体分为两半，必须作功∆W，同时晶体增加 了两个表面，这两个表面的面积设为∆A，由于∆W是为增加表 面能而支付的，于是有：
γ =
∆W ∆A
γ =
dW dA
γ—表面能(比表面能)，∆W—增加∆A面积外力作的功， ∆A—外力作功所增加的表面积。
看成 比表面能 就是 表面张力
比表面能、表面能、表面自由能、表面张力的概念具有一 致性。在自然界中，不论是液体还是固体，表面总能量总是趋 于降低，介稳状态向稳定状态过渡。一定重量的固体，粉碎得 越细，总的表面积A越大，体系之总表面能 W =γA越大。这样 的系统能量较高，系统不稳定，只要条件许可，如外力作用， 将自发趋向于使小晶粒长成粗晶粒，从而降低表面自由能。
磨球与内衬的质料 常用的研磨体材料：氧化铝、氧化锆、玛瑙 （SiO2）、氧化锆增韧氧化铝、钢球等材料。
某些研磨体的性能
材质 氧化铝 磨体 氧化锆 磨体 玛瑙 磨体 ZTA 磨体 主要成份 Al2O3 87%～ 96% ZrO2 95% SiO2 Al2O3/ZrO2 = 4/1 密度(g/cm3) 莫氏硬度 密度 3.4～3.65 5.95 2.3 4.2 7.5 最恶劣条件1.5/10万 9 最恶劣条件1/10万 磨耗量
各种粉碎机械研磨粉料均有饱和极限原因： 电子瓷粉料通常都是无机氧化物或含氧的酸、 碱性盐类，属离子晶体，破碎后小粒的外层都 带有电荷，即破碎后粉粒表面均带有电荷。 还有些颗粒在粉碎过程中获得能量被极化而产 生电偶极矩，它们依赖极化作用力而聚合。 同时粉料研磨达到一定细度后，其表面增大， 活性增强，表面吸附力也加大，表面吸附力增 加到一定程度也导致粉粒的聚合。
1.1.2 原料的评价 化学成份 结构 颗粒度 形貌
1.1.3 原料的选择 （1）保证产品性能前提下，尽量选择低纯度原料； （2）各种杂质及种类对产品的影响要具体分析。 利：能对影响产品的不利因素进行克制，能与产 品的某成份形成共熔物或固溶体从而促进烧结， 降低烧结温度，使瓷件致密。 害：产生各种不必要的晶相及晶格缺陷，影响产 品性能。 在实验研究中，对功能陶瓷主晶相原料一般采用 化学纯（CP99%）或电子级粉料，而掺杂（也称 小料）原料则应采用光谱纯（GR99.9%）。
1.3.3 比表面与等效粒径 （1）比表面 二种表达方式：体积和重量比表面：
A (体积比表面) A0 v = V A A A0 g = = (重量比表面) g ρV 其中 A：粉料的总表面积，
V：粉料的总体积， ρ：粉料的比重。
（2）比表面与粒度的关系 粉料体积一定则颗粒越小比表面越大。 设粉粒粒形为立方体，各边长为1cm，表 面积为 6cm ，体积为 1cm 。当边长减少到原 长的十分之一，即10 cm时，粉粒数便增加到 10 个。总面积增加到6×10cm ，（0.1×0.1） ×6×10 = 6×10cm ，即增加十倍，相应比表 面也增加到6×10cm ，增加了十倍。 粉料体系粒度每降低一个数量级，则粉料体系 比表面就增加一个数量级。