陶瓷粉体的造粒方式

氧化铝造粒粉（来源：玉发）

在先进陶瓷的制备中，“造粒”同样也是必要的，它对陶瓷成品质量有直接的影响。比如说从烧成的角度上看，陶瓷粉体是越细越好，但是由于表面能高、流动性差，在压制成型时细粉往往不容易均匀充满模具，导致成型件会有空洞、边角不致密、层裂、弹性后效等问题，采用造粒工艺的话就可以解决这一问题。

改变形状：让粉体流动性提高，或是降低黏着性，或是容易拿取，或是提高分散性等。

降低比表面积：降低受潮性或溶解性，或是增加保存性等。

增加堆积密度：降低扬尘，或是方便运送，或是降低运送费用等。

改变粒径分布：窄化粒径分布，或是宽化粒径分布，或是降低小粒径的粉体等。

方便压合成型。

“造粒”主要分为两类，一是粉体自身利用凡德瓦尔力形成颗粒，没有外加粘结剂；二是利用外加粘结剂，让粉体形成颗粒状。这样的造粒粉强度会比无粘结剂的来得强。随着造粒技术在应用的过程中的不断创新、发展和提高，目前业界已有多种不同的造粒方法。主要的造粒方式有以下几种：

将粉体放在转动盘上，加入适当的液体或黏结剂，粉体因液体或黏结剂而集结，因为随转动盘转动而滚动，而呈球状。这样方式的球形度很高。

将粉体放在容器上，加入适当的液体或黏结剂，利用搅拌，液体或黏结剂把粉体集结起来，而呈颗粒状。这样方式的球形度较转动造粒来得低。

流化造粒是将热风通过床板吹入床体内，使粉体在高速气流中与空气混合形成气-固混合流体，再向流化的粉体上喷洒雾状黏结剂使其凝聚。该法的常用装置是流化床，可以进行混合、造粒、干燥，甚至是包衣等工序。但通过该方法制得的颗粒较不规则、球形度差、密度小、粒子强度小、粒度分布较广。影响流化造粒的因素有很多，如空气温度、黏合剂浓度、流化气速率等。

流化造粒示意图

压缩造粒是将混合料加入具有特定形状的封闭压模中，在外部压力的作用下，粉体颗粒之间的空隙逐渐减小，直至粉体团聚成型为颗粒状。这样的颗粒堆积密度一般来说会比较高。该法优点是颗粒粒径统一、外形较为美观、密度大；缺点是生产能力弱，容易黏渣，清理困难，对模具的磨损较大，需要施加巨大的机械力，较难制备粒径为3 mm以下的颗粒。

将粉体与适当的液体或黏结剂混合，放入挤出机中，利用挤出机的力量，将粉体通过模具形成粒状。这样方式的造粒状可以为条状或圆柱状等，也可经适当的整形工艺得到均匀颗粒。

挤出造粒法生产得到的颗粒密度高，颗粒粒度可根据筛网进行调节，并且制得的颗粒机械强度高，内部均匀，耐压性好，但颗粒球形度不好，需进行整形，并且造粒产品含水量较高，需要进行干燥处理。

破碎造粒是将块状材料粉碎成大小合适的物料，通常可分为干法造粒和湿法造粒。其中干法破碎造粒是将粉料在高压下压成大的坯块，再破碎成所需的粒度，虽然成粒率只有50%左右，且颗粒流动性不佳，但优点是颗粒密度很高，且只需使用少量粘结剂；湿式破碎造粒是先将干粉状物料加水形成混合料，通过高速搅拌使其破碎，然后经过干燥、筛分得到所需的粒度。通过该方法制得的颗粒密度大、强度高，但颗粒的粒度均匀性及球形度不好。

熔融造粒法是将熔融液体冷却硬化后造粒，这种方法具有设备自动化程度高、精度高、占地面积小、冷却性能好等优点，所生产的颗粒粒度易于保持，球形度很高。但由于这种方法能耗大、成本高，因此仅适用于低熔点的粉料。

喷雾造粒法是将粉体与适当的液体或黏结剂混合成浆料，把浆料放入喷雾造粒机中，透过喷嘴喷出液滴状后干燥，让粉体成球状的造粒方法。这样方式具有可将液体直接变为固体、干燥速度快和粒度范围分布广等特点，造粒球形度很高。

小视频：喷雾造粒法工作原理↓

总结

粉体造粒技术选择需考虑到的因素有很多，除了工艺本身以外，原料、助剂的选择都会有很大的影响。如选用滚动造粒时，需确保原料粉料是否有足够的细度来保证滚动造粒的进行；而采用喷浆造粒时，就要考虑原料的热敏性能否满足要求。助剂方面则每个厂家通常有自己的独门配方，考虑添加的种类有粘结助剂，脱模，烧结助剂等。

有业内人士表示，采用一般工艺制备的造粒粉，低于25微米就流动性就很差了，所以一般在50微米到150微米之间的亚微米造粒粉用得比较多。但如果能在保持流动性的前提下，让造粒粉粒径更小，无疑能让陶瓷成品性能更佳。

粉体圈整理

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