[发明专利]烧结的氧化铝-氧化锆球

说明书

一种烧结的珠粒，具有：‑以下晶体组成，以基于结晶相总重量的重量百分比计且总计为100％：‑锆石25％；‑50％≤立方氧化锆+四方氧化锆≤95％，所述立方氧化锆的含量大于50％，所述立方氧化锆的含量为(立方氧化锆/(立方氧化锆+四方氧化锆)的重量比；‑0≤单斜氧化锆≤(10‑0.2×四方氧化锆)％；‑5％≤刚玉≤50％；‑除锆石、立方氧化锆、四方氧化锆、单斜氧化锆和刚玉之外的结晶相10％；‑以下化学组成，以基于氧化物的重量百分比计：34％≤ZrO₂+HfO₂，ZrO₂+HfO₂为至100％的余量；HfO₂≤4.0％；0.5％≤SiO₂≤14.1％；4.5％≤Al₂O₃≤49.6％；2.75％≤Y₂O₃≤22.8％；MgO≤5％；CaO≤2％；除ZrO₂、HfO₂、SiO₂、Al₂O₃、MgO、CaO和Y₂O₃之外的氧化物5.0％。

技术领域

本发明涉及烧结的氧化铝-氧化锆珠粒、用于制造这些珠粒的方法以及这些珠粒作为研磨剂、湿介质中的分散剂或用于表面处理的用途。

背景技术

涂料、油墨、染料、磁性漆或农用化学品复合工业使用珠粒来分散和均化液体和固体成分。

矿物工业使用珠粒用于任选通过常规工艺干法预研磨的材料的精细研磨，特别是用于碳酸钙、钛氧化物、石膏、高岭土和铁矿石的精细研磨。

在微研磨领域，已知的是具有圆形颗粒的砂子、玻璃珠粒、金属珠粒和陶瓷珠粒。

-具有圆形颗粒的砂子(例如Ottawa砂)是一种天然且便宜的产品，但不适用于现代、加压和高吞吐量的研磨机。这是因为砂子不是很坚固、密度低、品质多变且对设备有磨损性。

-广泛使用的玻璃珠粒具有更好的抗性、更低的磨损性和更广泛的直径范围。

-金属珠粒、尤其是钢珠粒，对经处理的产品表现出低的惰性，尤其导致矿物填料的污染和涂料的灰化，并且密度过高，需要特殊的研磨机。它们尤其涉及设备的高能耗、显著加热和高机械应力。

-陶瓷珠粒比玻璃珠粒具有更好的抗性、更高的密度和优异的化学惰性。

珠粒的粒度通常为0.005毫米至10毫米。

可以区分以下：

-熔融的陶瓷珠粒，通常通过熔化陶瓷成分、由熔融的材料形成球形液滴、然后将所述液滴固化而获得，以及

-烧结的陶瓷珠粒，通常通过陶瓷粉末的冷成型，然后通过高温烧制使其固结而获得。

与烧结的珠粒不同，熔融的珠粒大多数通常包含非常丰富的晶间玻璃相，该相填充结晶晶粒的网络。因此，烧结的珠粒和熔融的珠粒在它们各自的应用中遇到的问题、以及为解决这些问题所采用的技术方案通常是不同的。此外，由于制造工艺之间的显著差异，开发用于制造熔融的珠粒的组成先验地不适合于制造烧结的珠粒，反之亦然。

非常特定的应用是使用珠粒作为研磨介质，特别是用于精细研磨矿物材料、无机材料或有机材料。在该应用中，珠粒被分散在温度可以超过80℃、同时优选保持在150℃以下的水性介质或溶剂中，并通过与待研磨的材料接触、通过相互接触并通过与研磨机部件的接触而进行摩擦作用。则珠粒的寿命直接取决于它们在这种水性介质或溶剂中的耐磨性。

为了提高研磨操作的产率，研磨珠粒必须越来越耐磨，同时在热的液体介质中表现出对降解的高抗性，特别是当它们与超过80℃的水接触时，这些条件在下文中称为“水热条件”。