Zirkonoxid-Schleifmittel

Da Yttriumoxid-stabilisierte Zirkonoxidkügelchen eine tatsächliche Dichte von etwa 6,0 g/cm³ - haben, die mehr als doppelt so hoch ist wie die von Glaskügelchen (2,5) und 60 % höher als die von Aluminiumoxid (3,6–3,9) -, überträgt jede Kollision eine weitaus größere kinetische Energie auf die Zielpartikel. Bei einer Hochgeschwindigkeits-Rührmühle bedeutet dies, dass bei gleicher Mahldauer feinere Partikel entstehen bzw. die gleiche Feinheit in kürzerer Zeit erreicht wird. Für einen Lithiumbatterie-Kathodenhersteller, der 10 Tonnen LFP pro Tag produziert, führt die Verkürzung der Schleifzykluszeit um 30 % direkt zu einem höheren Durchsatz und niedrigeren Energiekosten pro Kilogramm.

Da die Perlen kein freies Eisen, keine Stahlkerne und keine auslaugbaren Metalle enthalten, gelangt keine Eisenverunreinigung in den Produktstrom. Bei der Herstellung von Lithiumbatterien können bereits 10 ppm Eisen aus Stahlmedien Nebenreaktionen katalysieren, die die Kapazität und die Lebensdauer verringern. Bei weißen Keramikglasuren führt Eisen zu Verfärbungen -, wodurch die weiße Glasur grau oder braun wird. Bei der Verarbeitung pharmazeutischer Wirkstoffe verstößt eine Metallverunreinigung gegen die gesetzlichen Reinheitsstandards. Zirkonperlen beseitigen all diese Risiken. Für den Großhandelskäufer bedeutet dies, dass Ihre Kunden in der Hochreinheitsindustrie keine Alternative haben - sie müssen Zirkonoxid verwenden und zahlen den Aufpreis.

Da die Perlen auf ihre volle Dichte gesintert werden und eine feinkörnige, porenfreie Mikrostruktur aufweisen, bleibt der Selbstverschleißverlust unter 0,01 % pro 24 Stunden. Glasperlen können täglich 0,1–0,5 % verlieren. Über ein Jahr Dauerbetrieb bedeutet dieser Unterschied, dass Zirkonoxidperlen nur gelegentlich nachgefüllt werden müssen, während Glasperlen mehrmals komplett ausgetauscht werden müssen. Bei einer Pigmentfabrik, die 8.000 Stunden pro Jahr läuft, kann der Wechsel von Glas- zu Zirkonoxidperlen die Medienverbrauchskosten jährlich um 70–80 % senken und gleichzeitig kontaminationsbedingten Ausschuss vermeiden.

Da Yttriumoxid die tetragonale Kristallphase stabilisiert, erreicht das Material eine Bruchzähigkeit von über 8 MPa·m¹/² -, etwa 65 % höher als Aluminiumoxid (4,6). Wenn sich ein Riss zu bilden beginnt, verwandeln sich die tetragonalen Körner in monokline, dehnen sich leicht aus und setzen die Rissspitze unter Druck. Dadurch wird die Rissausbreitung verhindert. In einer Hochenergiemühle, in der Glas- oder Standardkeramikperlen zerbrechen würden, bleiben Zirkonoxidperlen intakt. Keine gebrochenen Perlen bedeuten, dass keine Fragmente das Produkt verunreinigen und keine plötzlichen Mühlenstopps aufgrund von Fremdkörpern, die das Austragssieb verstopfen.