氧化鋁陶瓷是工業(yè)化技術(shù)成熟、生產(chǎn)規(guī)模大、應用領(lǐng)域廣泛的特種結(jié)構(gòu)陶瓷。氧化鋁含量大于90％的瓷球具有硬度高、密度大、磨耗小、耐腐蝕和性價比高等特點，作為研磨介質(zhì)被廣泛地應用于建筑衛(wèi)生陶瓷、工業(yè)陶瓷、電子陶瓷、高檔耐火材料、特種水泥、非金屬礦物以及涂料、油漆等行業(yè)。
然而，在生產(chǎn)過程中氧化鋁瓷球會出現(xiàn)各種各樣的缺陷，如何及時發(fā)現(xiàn)缺陷問題并通過工藝調(diào)整和優(yōu)化來提高氧化鋁瓷球的整體質(zhì)量就顯得尤為重要。
指甲紋缺陷普遍存在國內(nèi)外的高鋁瓷球產(chǎn)品中，且呈現(xiàn)產(chǎn)品尺寸越大，指甲紋越多的情況。指甲紋在半成品中也無法檢測，只能在高鋁瓷球預磨后才被發(fā)現(xiàn)，分布在產(chǎn)品表面呈彎曲狀的、間斷的裂紋，隨著球磨時間的延長，指甲紋也將變深、變寬。有指甲紋的高鋁瓷球在作為研磨介質(zhì)時會出現(xiàn)掉渣、磨耗大等問題。指甲紋的出現(xiàn)是與高鋁瓷球生產(chǎn)的整個技術(shù)工藝系統(tǒng)有關(guān)。
歸納起來主要有：
１ 原料使用問題
高鋁瓷球采用α相氧化鋁粉作為主要原料，
α相氧化鋁粉的轉(zhuǎn)化率直接決定產(chǎn)品中指甲紋的多少。若α相轉(zhuǎn)化率達不到92％以上，其中含有大量的γ相氧化鋁粉會在產(chǎn)品燒制過程中產(chǎn)生收縮相變，從而導致指甲紋的出現(xiàn)。
２ 制粉工藝的問題
高鋁瓷球的粉料均采用漿料經(jīng)壓力式噴霧干燥制備，漿料的粘度、水分決定所得粉料的顆粒級配、球形度、容重和粘粉等指標。如果大部分的粉料球形度不夠、流動性不好、存在空心粉，則在壓制的半成品中出現(xiàn)封閉的氣孔。在高鋁瓷球燒結(jié)的過程中由于氣孔會隨著晶界傳遞，最終會形成聯(lián)通的閉氣孔，該閉氣孔處在球磨過程中由于強度低于周邊環(huán)境，而產(chǎn)生彎曲的指甲紋。
３ 粘結(jié)劑的問題
高鋁瓷球均采用干粉成型，為提高在半等靜壓和等靜壓成型過程半成品率和半成品強度，常會在配方中加入大量粘結(jié)劑。粘結(jié)劑會在產(chǎn)品燒結(jié)過程中產(chǎn)生大量灰分和高壓氣體，在內(nèi)部無法順暢排出，而產(chǎn)生指甲紋，所以應減少粘結(jié)劑的使用量或采用燒后無殘留的添加劑。
４ 成型壓力問題
指甲紋缺陷在滾制成型的產(chǎn)品中較少出現(xiàn)，這是由于滾制過程的沖擊作用破壞了原始粉料結(jié)構(gòu)。氧化鋁瓷球在半等靜壓和等靜壓成型時，由于目前設計壓力無法達到*壓碎原料粉的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使半成品不夠致密，導致燒制產(chǎn)品內(nèi)部出現(xiàn)指甲紋。通過對比國內(nèi)外高鋁瓷球產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)，成型壓力越大指甲紋越少，等靜壓比半等靜壓的產(chǎn)品中指甲紋少。
５ 燒成問題
燒成在氧化鋁瓷球消除指甲紋缺陷時也非常重要，排除窯爐設計問題，燒成的溫度、保溫時間、升溫曲線直接決定指甲紋的多少。高鋁瓷球在燒成過程中存在揮發(fā)游離水和結(jié)晶水、收縮、相變、重結(jié)晶等復雜過程。為此，在1000～1350℃范圍內(nèi)，發(fā)生急劇燒成收縮的過程中，要延長保溫時間，同時燒成帶的溫差不能超過5℃，以盡量避免出現(xiàn)燒成不一致情況。
