徐金梦，张伟儒，孙峰，荆赫，厉成强

(中材高新氮化物陶瓷有限公司，山东 淄博 255000)

氮化硅(Si3N4)陶瓷球具有质量小、自润滑、绝缘、无磁、高弹性模量、耐腐蚀等优异性能，已经广泛应用于机床主轴、电主轴、汽车发动机、航空和航天发动机、风力发电机等领域的高速、高精密、长寿命轴承中[1]。同时，Si3N4陶瓷球可使轴承具有质量小，摩擦损耗低和干摩擦条件下运转能力强等特点，满足航空发动机领域轴承的轻量化、长寿命和低摩擦损失的需求[2]。

Si3N4陶瓷球素坯密度直接影响陶瓷球烧结后的各项性能指标，提高Si3N4陶瓷球的素坯密度有利于降低Si3N4陶瓷球烧结后的微气孔数，提高疲劳寿命[3-4]。在Si3N4陶瓷球制造过程中，影响素坯强度的最主要因素为Si3N4喷雾造粒粉体的形貌和松装密度[5-6]。研磨后Si3N4料浆经喷雾造粒后球形化，粉体颗粒尺寸的近正态分布有利于提高粉体松装密度，提高成型的压制密度[7-8]。本文分析了Si3N4喷雾造粒粉体松装密度对Si3N4陶瓷球力学性能及显微结构的影响。

1 Si3N4粉喷雾造粒

Si3N4粉是制备Si3N4陶瓷球的主要原料，选择合适的粉料处理方式，获得形状规则、粒度分布均匀的粉体是Si3N4陶瓷球成型、烧结、加工等工艺能够稳定实施的基础[10-12]。

根据雾化方式不同，Si3N4粉的喷雾造粒方式主要有离心喷雾造粒、压力喷雾造粒及二流体喷雾造粒。压力喷雾造粒将Si3N4粉混合均匀后的料浆通过高压喷入造粒塔进行雾化，雾滴被热气流快速干燥成球形粉体[13-15]，可防止料浆中各组分团聚和沉降分层，通过控制颗粒表面溶剂的挥发速率获得颗粒形貌规则，粒度分布均匀，流动性好及松装密度合适的喷雾造粒粉体，从而改善粉体填充模具的性能，提高素坯密度及均匀性[9]。……