粉體合成與特性分析

研磨介質污染

每次你磨一種粉末,你也磨到了磨具本身。研磨介質污染(grinding-media contamination)是從球磨的球與罐壁磨損下來、最終混進你粉末裡的不想要的物質。想像用軟木湯匙攪糖:糖被攪勻了,卻有細小的木屑脫落進碗裡。在球磨中,粉末往往比介質還硬,於是它像砂紙一樣磨蝕本該壓碎它的球,一小部分無可避免的介質便把自己磨進批料。

數量通常不多,往往遠低於重量的百分之一,但在陶瓷裡,即使微量也可能極其要緊。來自介質的雜散氧化物可能形成不想要的第二相、改變顏色、在晶界降低熔點,或在電子陶瓷中毀掉一項精心調校的介電或磁性性質。這就是為什麼介質的選擇是一個刻意的決定。可行時,工程師會選與粉末同材質的介質,讓磨損碎屑只是更多的產物,例如用氧化鋁介質磨氧化鋁粉。對很硬的粉末,他們用氧化鋯介質,夠韌以抵抗磨耗,接受少量氧化鋯作為危害最小的污染;而鋼介質雖便宜又密,卻引入鐵,若不能容忍,之後必須用酸浸出。

誠實的取捨在於磨得更快與保持乾淨之間。更硬、更密的介質磨得更有效,但若真的磨損,引入的雜質也更麻煩;而較長的球磨讓你得到更細的粉,代價是每多一小時就多一分污染。這是球磨只做到非做不可為止的又一個理由。污染最嚴重之處,恰恰是最不希望它出現之處,就在那些超細、高純的粉末裡,龐大的表面積遇上漫長的球磨時間,所以高純度的工作常用同材質或高純介質、溫和的球磨機、以及最短的有效研磨。

用便宜的鋼球磨硬粉末,可能引入零點幾個百分比的鐵,表現為灰色調與性能下降;改用高純氧化鋁或氧化鋯介質,或事後以酸浸出鐵,即可恢復粉末品質。

粉末磨蝕介質;選同材質的介質,可讓磨損碎屑變得無害。

球磨不可能完全沒有污染,你能選的只是接受哪一種雜質。讓介質與產物相配、使碎屑只是更多同種物質,通常比追求一種更硬更快卻引入外來元素的介質來得聰明。

又稱
media wear contaminationmill contaminationmilling contamination介質磨耗污染球磨污染