Eiger Density Maxxmill 新型徑向研磨機(jī)*改變傳統(tǒng)研磨理念和技術(shù)，將研磨結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)的改變與顛覆。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)為：研磨桶（細(xì)長）、轉(zhuǎn)子（直徑小）、分離器（短）順序排列，新型徑向研磨機(jī)結(jié)構(gòu)為：研磨桶（短粗）、分離器（直徑大）、轉(zhuǎn)子（直徑大，結(jié)構(gòu)新穎）。產(chǎn)品接觸的磨損部件的材料選用加硬不銹鋼或者高耐磨傳熱好的工程陶瓷。依據(jù)客戶對機(jī)器的自身要求，以及部件的功能和尺寸大小，以下材料都可供選擇： 加硬不銹鋼、碳化硅、氧化鋯加強(qiáng)型氧化鋁、穩(wěn)定性氧化釔鋯、聚合硅、加硬鉻合金大部分研磨機(jī)，都能夠裝備陶瓷的接觸部件。 

摘要： 介紹了一種新型砂磨機(jī)的設(shè)備結(jié)構(gòu)和砂磨機(jī)粉碎法的工作原理，并以粉碎鋯鈦酸鉛（PZT）粉料為例，討論了砂磨機(jī)粉碎法在特種陶瓷行業(yè)制備超細(xì)粉料的工業(yè)化應(yīng)用前景。

1 引言
在特種陶瓷行業(yè)中，粉料的細(xì)粉碎是很重要的一個環(huán)節(jié)，粒度小且分布窄的粉料可以降低材料的燒結(jié)溫度，提高材料的性能。近年來，超細(xì)粉體的制備與表面改性技術(shù)日益受到了重視。國內(nèi)目前在工業(yè)上應(yīng)用的超細(xì)粉料方法主要有水熱法和氣流磨粉碎法，本文是介紹另一種可以工業(yè)化應(yīng)用的超細(xì)粉碎方法砂磨機(jī)粉碎法。雖然砂磨機(jī)粉碎法在國內(nèi)的陶瓷行業(yè)中有不同程度的應(yīng)用，但其粉碎極限是顆粒平均粒徑D50約0.7ｕｍ。在日本，以 Pühler 全新型徑向研磨機(jī) Eiger Density Maxxmill™為代表，通過改進(jìn)砂磨機(jī)的粉碎腔體結(jié)構(gòu)和減小研磨介質(zhì)球的粒徑，砂磨機(jī)的粉碎極限是顆粒平均粒徑D50約0.2ｕｍ，甚至更小。由于這種方法效率高、得到的粉料粒度分布窄，在德國、美國、日本，砂磨機(jī)粉碎法被廣泛應(yīng)用于化妝品、染料、陶瓷等行業(yè)。

2 砂磨機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理
砂磨機(jī)的結(jié)構(gòu)一般由4部分組成，如圖1所示：漿料桶、漿料泵、粉碎腔體及轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)。一定粘度的漿料在泵的作用下，進(jìn)入粉碎腔體（粉碎腔體結(jié)構(gòu)見圖2），同高速轉(zhuǎn)動（轉(zhuǎn)速可達(dá)16002200rpm）的介質(zhì)球接觸，粉料顆粒受到介質(zhì)球的沖擊碰撞和研磨而碎裂。同時，在轉(zhuǎn)子的帶動下，漿料隨介質(zhì)球一起高速滾動，顆粒受到流體剪切力的作用而碎裂。從粉碎腔體內(nèi)流出的漿料經(jīng)冷卻塔回到漿料桶，再次重復(fù)前述粉碎過程。砂磨機(jī)粉碎是個循環(huán)粉碎作業(yè)過程，顆粒在不斷的沖擊碰撞和剪切力作用下實現(xiàn)粉碎，得到的顆粒粒度細(xì)且粒徑分布窄。
    
圖 1 砂磨機(jī)結(jié)構(gòu)組成及漿料循環(huán)過程       圖2粉碎腔體結(jié)構(gòu)                          圖3 Maxxmill230 

在砂磨機(jī)的整個結(jié)構(gòu)中，粉碎腔體是zui為關(guān)鍵的部件，它直接決定著粉碎效率和粉碎所得顆粒的尺寸大小。一般，如圖2所示，腔體結(jié)構(gòu)由3部分組成：轉(zhuǎn)子、陶瓷環(huán)和金屬墊片組成的特殊“篩網(wǎng)"、外殼。由于介質(zhì)球和漿料在腔體內(nèi)同轉(zhuǎn)子、陶瓷環(huán)等部件直接接觸，所以要求這些部件必須耐磨，一般是增強(qiáng)二氧化鋯（ZrO2）陶瓷。“篩網(wǎng)"用金屬墊片的厚度調(diào)節(jié)“篩網(wǎng)網(wǎng)眼"的大小，初始漿料中顆粒粒度必須小于墊片厚度，否則會引起“篩網(wǎng)"堵塞。

砂磨機(jī)粉碎中，介質(zhì)球的強(qiáng)度和尺寸大小影響著粉碎效率。介質(zhì)球必須耐磨，一般采用增強(qiáng)二氧化鋯（ZrO2）陶瓷球。同其他機(jī)械粉碎法相似，增大介質(zhì)球的表面積有利于制備粒度小的顆粒。生產(chǎn)中，制備顆粒平均粒徑D50約0.45ｕｍ的粉料時，ZrO2陶瓷球的直徑約0.5mm。在美國和日本，常采用直徑為0.3mm甚至更小的ZrO2陶瓷球來制備顆粒平均粒徑D50小于0.30ｍ的粉料。

3 砂磨機(jī)粉碎法的工業(yè)應(yīng)用試驗
應(yīng)用試驗選用的粉料是本公司生產(chǎn)使用的鋯鈦酸鉛（PZT）粉料，其密度約7.6g/cm3，試驗所用新型徑向研磨機(jī) Eiger Density Maxxmill 150A型試驗機(jī)（粉碎腔體容積1.3升）。PZT粉料先用攪拌磨粉碎至顆粒平均粒徑D50約1.50ｕｍ，后將漿料注入砂磨機(jī)中二次粉碎。試驗所用初始粉料顆粒約40Kg（同水混合的漿料共約65Kg），經(jīng)砂磨機(jī)粉碎作業(yè)約4小時后，測試顆粒粒度，所得結(jié)果見圖3及表1：

圖3 試驗物料顆粒粒徑分布圖                                 表1 試驗物料粒度組成,粒度μm粒徑微分分布%粒徑累積分布%

由圖表可知，粉碎得到的顆粒粒徑小、粒度分布窄。顆粒平均粒徑D50約0.45ｕｍ時，顆粒zui大粒徑小于0.7ｕｍ，且大部分顆粒的粒徑分布于0.38ｕｍ0.60ｕｍ。

4  砂磨機(jī)粉碎的缺點(diǎn)及改進(jìn)
砂磨機(jī)是一種具有高效率、低能耗特點(diǎn)的連續(xù)工作型超細(xì)粉碎機(jī)，但生產(chǎn)作業(yè)過程中也發(fā)現(xiàn)了幾個問題：1、砂磨機(jī)需要不定期清洗，而連接管道、漿料泵中殘留的粉料無法*清除，所以若材料性能依賴于初始粉料的純度，則一臺砂磨機(jī)只能粉碎某一種特定的粉料；2、砂磨機(jī)的進(jìn)料顆粒粒度宜小，小于2ｕｍ，這樣就必須采用分級粉碎，對于生產(chǎn)而言，成本較高。
   
5 結(jié)論
砂磨機(jī)采用了一種*的粉碎腔體結(jié)構(gòu)，通過介質(zhì)球和粉料的高速圓周運(yùn)動，使介質(zhì)球?qū)Ψ哿项w粒產(chǎn)生研磨、沖擊及強(qiáng)剪切粉碎作用，從而使顆粒得到有效的粉碎，它是一種高效的超細(xì)粉碎設(shè)備。PZT粉料的超細(xì)粉碎工業(yè)化試生產(chǎn)表明，砂磨機(jī)粉碎法可以應(yīng)用于陶瓷材料行業(yè)的顆粒超細(xì)粉碎工序中，若生產(chǎn)的產(chǎn)品對成本不敏感，則砂磨機(jī)粉碎法可以被廣泛應(yīng)用。