表面碳化高硬度复合氧化锆锆球及其制备方法和应用与流程

本发明涉及研磨介质，尤其涉及一种表面碳化高硬度复合氧化锆锆球及其制备方法和应用。

背景技术：

1、研磨介质作为一种研磨用的分散材料广泛应用在搅拌磨、砂磨机、滚筒磨等研磨设备中。物料在研磨介质之间的剪切力的作用下被剪开，从而使物料颗粒尺寸变小并且被分散。在研磨过程中，研磨介质的密度、硬度对研磨效率起重要作用：介质密度愈大，研磨效率愈高；硬度越高，磨耗越小，产品的纯度越易得到保证。

2、传统的研磨介质有是以氧化锆材质为主，但是氧化锆在研磨硬度较高的材料时，研磨效率会降低，球体磨损度较高，导致物料中的锆元素杂质含量较高。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种表面碳化高硬度复合氧化锆锆球及其制备方法和应用，尤其适用于高硬度材料研磨的应用需求。该方法能够使氧化锆锆球的表面均匀碳化，形成一层高硬度的碳化锆层，通过表面的碳化锆层具有超过氧化锆的硬度，降低锆球使用过程中碰撞导致的磨损，不仅能减少锆球磨损导致的物料杂质升高的问题，还可以明显提升锆球使用寿命。

2、为此，第一方面，本发明实施例提供了一种表面碳化高硬度复合氧化锆锆球的制备方法，所述制备方法包括：

3、将碳源溶于第一溶剂中，形成碳源溶液；

4、将氧化锆锆球用所述碳源溶液浸润，然后烘干，得到附着碳源的氧化锆锆球；

5、将所述附着碳源的氧化锆锆球放入感应加热真空炉中烧制；

6、对烧制后的锆球在第二溶剂中进行超声清洗、烘干处理，即得到表面碳化高硬度复合氧化锆锆球。

7、优选的，所述氧化锆锆球的粒径在0.05-5mm。

8、优选的，所述碳源为葡萄糖、蔗糖、尿素、草酸、聚乙二醇、聚偏氟乙烯pvdf、石墨烯、碳纳米管cnt中的一种或几种；

9、所述第一溶剂包括：去离子水、n-甲基吡咯烷酮、酒精、二甲基甲酰胺、中的一种或多种混合。

10、优选的，所述浸润具体为在第一溶剂中均匀分散；

11、所述烘干具体包括搅拌烘干，所述搅拌烘干的温度为70-150℃，所述搅拌烘干的搅拌速度为5-30rpm。

12、优选的，所述烧制的温度为1350℃-1850℃，烧制的时间为2-10小时。

13、优选的，所述超声清洗的超声设备功率为1-10kw，超声频率10-50khz，超声时间0.5-10小时；所述第二溶剂为去离子水、酒精中的一种或两种混合。

14、优选的，所述烘干处理的温度为100-150℃，烘干处理的时间为2-20小时。

15、第二方面，本发明实施例提供了一种上述第一方面所述的制备方法制备得到的表面碳化高硬度复合氧化锆锆球。

16、优选的，所述表面碳化高硬度复合氧化锆锆球的维氏硬度不低于1350kgf/mm2。

17、第三方面，本发明实施例提供了一种上述第二方面所述的表面碳化高硬度复合氧化锆锆球的应用，所述表面碳化高硬度复合氧化锆锆球用于研磨设备。

18、本发明实施例提供的表面碳化高硬度复合氧化锆锆球的制备方法，能够使氧化锆锆球的表面均匀碳化，形成一层高硬度的碳化锆层，通过表面的碳化锆层具有超过氧化锆的硬度，降低锆球使用过程中碰撞导致的磨损，不仅能减少锆球磨损导致的物料杂质升高的问题，还可以明显提升锆球使用寿命。

技术特征：

1.一种表面碳化高硬度复合氧化锆锆球的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

2.根据权利要求1所述的表面碳化高硬度复合氧化锆锆球的制备方法，其特征在于，所述氧化锆锆球的粒径在0.05-5mm。

3.根据权利要求1所述的表面碳化高硬度复合氧化锆锆球的制备方法，其特征在于，所述碳源为葡萄糖、蔗糖、尿素、草酸、聚乙二醇、聚偏氟乙烯pvdf、石墨烯、碳纳米管cnt中的一种或几种；

4.根据权利要求1所述的表面碳化高硬度复合氧化锆锆球的制备方法，其特征在于，所述浸润具体为在第一溶剂中均匀分散；

5.根据权利要求1所述的表面碳化高硬度复合氧化锆锆球的制备方法，其特征在于，所述烧制的温度为1350℃-1850℃，烧制的时间为2-10小时。

6.根据权利要求1所述的表面碳化高硬度复合氧化锆锆球的制备方法，其特征在于，所述超声清洗的超声设备功率为1-10kw，超声频率10-50khz，超声时间0.5-10小时；所述第二溶剂为去离子水、酒精中的一种或两种混合。

7.根据权利要求1所述的表面碳化高硬度复合氧化锆锆球的制备方法，其特征在于，所述烘干处理的温度为100-150℃，烘干处理的时间为2-20小时。

8.一种上述权利要求1-7任一所述的制备方法制备得到的表面碳化高硬度复合氧化锆锆球。

9.根据权利要求8所述的表面碳化高硬度复合氧化锆锆球，其特征在于，所述表面碳化高硬度复合氧化锆锆球的维氏硬度不低于1350kgf/mm2。

10.一种上述权利要求8所述的表面碳化高硬度复合氧化锆锆球的应用，其特征在于，所述表面碳化高硬度复合氧化锆锆球用于研磨设备。

技术总结本发明实施例涉及一种表面碳化高硬度复合氧化锆锆球及其制备方法和应用，所述制备方法包括：将碳源溶于第一溶剂中，形成碳源溶液；将氧化锆锆球用所述碳源溶液浸润，然后烘干，得到附着碳源的氧化锆锆球；将所述附着碳源的氧化锆锆球放入感应加热真空炉中烧制；对烧制后的锆球在第二溶剂中进行超声清洗、烘干处理，即得到表面碳化高硬度复合氧化锆锆球。技术研发人员：史晶,陆浩,刘柏男,罗飞,石永明受保护的技术使用者：溧阳天目先导电池材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20