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。以下將從其產(chǎn)品特性、在納米粉碎中的優(yōu)勢、應(yīng)用場景及相關(guān)研究等方面進行詳細闡述。
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)對被粉碎物料的污染，在對純度要求高的納米材料制備過程中，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化氧化鋯陶瓷材料的研究為例，適當?shù)膿诫s可以使氧化鋯陶瓷晶粒細小，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大，同時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程中的耐磨性和穩(wěn)定性，延長其使用壽命。
二、在納米粉碎中的優(yōu)勢
高效粉碎：YTZ 氧化鋯球具有較高的硬度和密度，在納米粉碎過程中能夠提供較大的沖擊力和研磨力。在對一些硬度較高的納米材料進行粉碎時，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別的小顆粒，提高粉碎效率。其密度較大，在相同的運動速度下，能夠產(chǎn)生更大的動能，進一步增強粉碎效果。
低磨損：在納米粉碎行業(yè)，對研磨介質(zhì)的磨損要求極為嚴格，因為磨損產(chǎn)生的碎屑可能會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，YTZ 氧化鋯球的低磨損特性可以確保粉體不受污染，滿足電子陶瓷對材料純度的嚴格要求。
尺寸穩(wěn)定性好：在納米粉碎過程中，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)用場景
納米陶瓷材料制備：在納米陶瓷材料的生產(chǎn)過程中，需要將陶瓷原料粉碎至納米級別，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。通過對原料的納米級粉碎，能夠使陶瓷材料的晶粒更加細小、均勻，從而提高陶瓷的強度、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，使用 YTZ 氧化鋯球進行粉碎，可以使氧化鋁顆粒達到納米級，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，對電子材料的性能要求越來越高。納米級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。在制備納米級的硅粉時，YTZ 氧化鋯球能夠?qū)⒐鑹K高效地粉碎成納米級別的硅粉，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別。YTZ 氧化鋯球因其低磨損、無污染的特性，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，使用 YTZ 氧化鋯球進行濕法粉碎，可以將藥物顆粒粉碎至納米級，提高藥物的溶出速度和生物利用度，從而增強藥物的療效。
四、相關(guān)研究
超塑性擠出及其變形機理：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。在超塑性擠出機構(gòu)中，主導(dǎo)變形機構(gòu)是顆粒滑動和旋轉(zhuǎn)，容納機構(gòu)是晶間氧化鋯的協(xié)調(diào)變形。與此同時，靜態(tài)和動態(tài)晶粒增長也在變形中起著重要作用。這些研究對于深入理解 YTZ 氧化鋯球在納米粉碎過程中的力學(xué)性能和變形機制具有重要意義，有助于進一步優(yōu)化其在納米粉碎行業(yè)的應(yīng)用。
與其他材料復(fù)合增強性能：研究多壁碳納米管(MWNT)增強對氧化鋯基體中相變增韌機制及其斷裂韌性的影響，通過多階段放電等離子燒結(jié)制備了含和不含 6vol%MWNT 增強的納米復(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 增韌機制在提高 YSZ/MWNT 納米復(fù)合材料的斷裂韌性方面比相變增韌約有效 3.8 倍。這為 YTZ 氧化鋯球與其他材料復(fù)合，進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，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納米粉碎行業(yè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。同時，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蛹{米陶瓷材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。未來，隨著材料科學(xué)和工藝技術(shù)不斷進步，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。
