碳化物陶瓷間的原子多以較強的共價鍵結(jié)合,因而表現(xiàn)出熔點高、硬度大,機械強度高,化學(xué)穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)良性能,有些還具有特殊的電、磁或熱學(xué)性能,已在機械、化工、電子、航天、航空等許多領(lǐng)域中得到應(yīng)用。但由于碳化物陶瓷中強的共價鍵結(jié)合,使得燒結(jié)比較難。
近年來,圍繞著碳化物陶瓷的燒結(jié)溫度,采用一些先進的工藝做了深入的研究,歸納起來有效途徑:一是采用超細(xì)粉體原料,二是利用先進的燒結(jié)工藝,三是制備它們的復(fù)相或復(fù)合陶瓷。因此超細(xì)粉體的制備已經(jīng)成為各種碳化物材料研究的重點。
制備超細(xì)粉體有“自下而上(Bottom-up)”和“自上而下(Top-down)”這兩種方法。“自下而上”指在材料化學(xué)合成的過程中通過控制材料的成核和長大,從而控制產(chǎn)物的尺寸制備納米顆粒;“自上而下”則是借助各種外力對塊狀顆粒粉碎,從而制備納米顆粒。
當(dāng)前通過“自上而下”有效地工業(yè)化制備超細(xì)粉體的最有效設(shè)備是砂磨機,而市場上絕大多數(shù)是臥式砂磨機,但是臥式機和傳統(tǒng)立式機普遍存在四大難點難以解決,如機械密封容易泄漏及損壞、分離網(wǎng)容易堵塞、難以用超細(xì)珠實現(xiàn)納米級研磨以及研磨產(chǎn)品粒度不均勻。特別是遇到碳化物這類超硬、耐磨性好的陶瓷粉體材料,臥式機基本無計可施。