鋯珠有很多用途,其中主要是用做研磨、精球等方面,所以在不同的應(yīng)用場景,所要求的鋯珠的性能也不一樣。一般用作耐溫材料、絕緣材料、陶瓷遮光劑等，烤瓷牙也有氧化鋯材質(zhì)的。如果是顆粒較大的珠可能會用作研磨材料陶瓷珠就其用途而言可分為反光陶瓷珠和研磨陶瓷珠，而這里的研磨陶瓷珠指的就是氧化鋯珠。研磨介質(zhì)，氧化鋯珠，硅酸鋯珠,根據(jù)研磨物料的粘度、硬度、球磨機(jī)容積來分散粒徑大小以及研磨要求,選擇相應(yīng)品種、規(guī)格和數(shù)量的氧化鋯珠。
氧化鋯微珠應(yīng)用于鋰電池正負(fù)極研磨，下面介紹三種方法用氧化鋯微珠制備磷酸鐵鋰。
碳熱還原法，碳熱還原法利用碳的還原性還原Fe3+，同時(shí)碳在LiFePO4表面形成包覆層。碳的作用是能阻止顆粒的聚集長大，增加顆粒間的接觸，改善導(dǎo)電性能。優(yōu)點(diǎn)在于合成過程中能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的還原氣氛，鐵源不再局限于使用二價(jià)鐵的化合物，也可以使用三價(jià)鐵的化合物進(jìn)行反應(yīng)，從而降低成本。以美國Valence、蘇州恒正為代表的企業(yè)使用這種方法進(jìn)行磷酸鐵鋰的制備。此法的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)過程簡單可控制，一次燒結(jié)得到樣品，提供了LiFePO4工業(yè)化的又一種途徑。利用碳熱還原法、采用Fe2O3、Li2CO3、NH4H2PO4和炭黑為原料制備LiFePO4/C粉末。700℃惰性氣氛條件合成的LiFePO4/C具有良好的結(jié)晶性能，次充放電容量達(dá)150mAh/g。以氧化鐵作為鐵源，采用碳熱還原法制備磷酸鐵鋰正極材料，對碳熱還原法制備磷酸鐵鋰的反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行了探討。在反應(yīng)中，Fe2O3→Fe3O4→FeO，FeO在600℃與LiH2PO4發(fā)生置換反應(yīng)生成LiFePO4。采用碳熱還原法，以CH3COOLi、NH4H2PO4、Fe(CH3COO)2及檸檬酸為原料，經(jīng)過球磨、干燥、壓片、燒結(jié)得到所需產(chǎn)物。此樣品具有良好的電化學(xué)性能。0.2C倍率時(shí)的次放電容量達(dá)到148mAh/g，50次后容量損失率為3%。研究了三個(gè)工藝因素即燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間和摻碳量，對電化學(xué)性能的影響。通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)得到的佳工藝條件為摻碳量12%、750℃燒結(jié)15h，在此條件下合成的樣品具有好的電化學(xué)性能，次充放電容量達(dá)140mAh/g，80次后容量保持率達(dá)97%。
微波燒結(jié)法，微波燒結(jié)法具有強(qiáng)的穿透能力的微波，可以同時(shí)加熱物體表面和中心，使其均勻受熱。與其他加熱方式相比，具有加熱速度快、合成時(shí)間短、受熱均勻、能耗低等特點(diǎn)。采用微波法制備LiFePO4。采用Fe(CH3COO)2、Fe(CH2CHOHCOO)2·2H2O及Fe三種鐵源分別與Li2CO3、NH4H2PO4按照化學(xué)計(jì)量比用金瑞氧化鋯珠進(jìn)行球磨，干燥壓片后，放入坩堝中，將坩堝置于家用微波爐中進(jìn)行微波加熱。其中Fe(CH2CHOHCOO)2不能吸收微波，不進(jìn)行反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明微波加熱時(shí)間是合成LiFePO4的重要影響因素。以Fe為鐵源得到的樣品電化學(xué)性能比較好，60℃、0.1C次放電容量為125mAh/g。以FeC2O4為原料，摻入15%的石墨粉，研磨壓片并進(jìn)行預(yù)分解。再次研磨壓片后放入功率為500W的家用微波爐中，分析了加熱時(shí)間對樣品結(jié)構(gòu)和形貌的影響。加熱5min時(shí)開始生成LiFePO4，但晶型結(jié)構(gòu)不完整，呈塊狀；加熱至9min時(shí)，衍射峰尖銳，晶體完整，晶粒小的；加熱至11min時(shí)會出現(xiàn)雜相Fe3(PO4)2，可能是因?yàn)榧訜釙r(shí)間過長使部分樣品分解的結(jié)果。微波加熱9min得到佳樣品，晶體完整，晶粒小的，次放電容量可達(dá)148mAh/g。
機(jī)械化學(xué)法，機(jī)械化學(xué)法用來制備分散性化合物，機(jī)械力作用使顆粒破碎，接觸面積，晶格存在缺陷，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。以LiOH、FeC2O4、(NH4)2HPO4為原料，采用機(jī)械合金法制備了電化學(xué)性能良好的LiFePO4正極材料。將Fe3(PO4)2、Li3PO4和蔗糖在行星球磨機(jī)中用金瑞鋯珠球磨24h，在氮?dú)鈿夥障隆?/span>500℃熱處理15min就合成LiFePO4。熱處理后的LiFePO4具有完整的晶型結(jié)構(gòu)，存在導(dǎo)電劑碳。0.2C倍率放電比容量與理論比容量相差不大，為160mAh/g，性能優(yōu)異。
當(dāng)今粉體工業(yè)的發(fā)展有兩大趨勢，即：純度和細(xì)度。超純粉體的純度需要達(dá)到99.99%或更，超細(xì)粉體的細(xì)度需要達(dá)到納米水平。常用的粉體制備工藝主要有兩類：物理法和化學(xué)法，化學(xué)合成的粉體細(xì)度好，但純度可能不佳。球磨法作為一種物理方法，在粉體工業(yè)中應(yīng)用廣泛，其中，行星式球磨機(jī)、攪拌磨、振動(dòng)磨等可以做到微米級細(xì)度，而砂磨機(jī)可以得到亞微米甚至納米級的細(xì)度。而想要實(shí)現(xiàn)粉體的純細(xì)，不需要先進(jìn)的研磨機(jī)械，同時(shí)也需要好的研磨介質(zhì)與之匹配。
對于物料適應(yīng)性較廣、效率較、較先進(jìn)的研磨設(shè)備砂磨機(jī)來說，研磨介質(zhì)的尺寸越小，硬度和密度越大，研磨球在單位體積內(nèi)所占的比例越，相互之間的接觸點(diǎn)越多，介質(zhì)的自身性質(zhì)越穩(wěn)定，其對產(chǎn)品物料的破碎程度就越，產(chǎn)生的磨耗越低，研磨的效率也相對越。
氧化鋯陶瓷研磨球具有較大的比重和較小的粒徑，并且不會污染要研磨的材料，滿足了超細(xì)粉的生產(chǎn)需求。因此，氧化鋯陶瓷球已成為砂磨機(jī)中常用的研磨介質(zhì)。同時(shí)，ZrO2瓷球作為用量很大、應(yīng)用面很廣的一類產(chǎn)品，已被廣泛用于陶瓷、建材、化工、涂料、電子、機(jī)械、食品、醫(yī)藥、化妝品等許多行業(yè)。
由于ZrO2材質(zhì)本身具有優(yōu)異的硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨、耐腐蝕以及體積密度大、研磨效率等特性，因此除了在ZrO2類陶瓷粉體研磨中大量使用外，ZrO2瓷球在其他電子陶瓷粉料，磁性材料粉料、技術(shù)結(jié)構(gòu)和功能陶瓷粉料、日用陶瓷色料和釉料，化工和各類涂料，機(jī)械拋光用粉料，醫(yī)藥和食品粉劑，以及在特種無機(jī)材料粉體(如ZrSiO4、等)的超細(xì)研磨中也發(fā)揮了極為重要的作用，對于減少被研磨物料中雜質(zhì)引入和提研磨和分散效果更是其他研磨介質(zhì)所無法比擬的。
性能好的氧化鋯研磨介質(zhì)，需要滿足哪些要求？
1、耐磨性，耐磨性的好壞會直接關(guān)系到研磨介質(zhì)在使用過程中的性能，研磨介質(zhì)在使用過程中不能產(chǎn)生較大的磨損，如果研磨介質(zhì)的磨耗大，不影響到研磨介質(zhì)自身的壽命，還會對被研磨的物料產(chǎn)生污染，因此，研磨介質(zhì)的磨耗應(yīng)該越小越好。
2、密度，研磨介質(zhì)的密度越大，比重就越，在同樣條件下，比重大的研磨介質(zhì)產(chǎn)生的動(dòng)能更，因此研磨過程所需的時(shí)間越短，研磨效率越。
3、圓度和尺寸，對于球形研磨介質(zhì)來說，球形度越好，圓度偏差越小越好，圓度越好，研磨所得到產(chǎn)品的粒徑分布越均勻。研磨球尺寸越小，在研磨過程中球與球的接觸點(diǎn)就越多，物料被研磨的機(jī)會越多，一般來說，被研磨物質(zhì)的粒度小，研磨介質(zhì)的直徑也要減小。
4、光滑度，研磨球需要有光滑、光亮的表面，介質(zhì)表面越光滑，磨損越小。決定磨球表面是否有亮光的因素是球形表面的光滑度；光滑的球面鏡面效果好，粗糙的球面鏡面效果差。影響球形表面平坦度的因素主要包括材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和球形表面的外部加工程度。結(jié)構(gòu)包括孔、晶粒尺寸、液相等。球形表面的外部加工是指拋光操作。剛燒結(jié)后的研磨球球形表面是無光澤的。拋光后，球形表面將顯示鏡面效果.
