氧化铝球由于圆度好、流动性良好和耐高温等优势而被应用于浆料的填料。要保证原料不受挤压而破碎,还需要调控堆积密度来保证制品的保温隔热性能,另外陶瓷球的寿命关系到下游产品的质量和寿命。目前关于散状氧化铝球制备工艺对性能的研究很少,也鲜有文献对氧化铝球的使用寿命进行评价,课题组前期探索发现,不同烧结温度和抛光时间对滚动成型氧化铝球性能影响很大,导热系数的变化可以反映氧化球在疲劳作用下的损伤失效程度,因此本课题考察了烧结温度和抛光时间对滚动成型氧化铝球各项性能的影响,分析最佳制备工艺参数,并通过研究氧化铝球的导热系数以对其使用寿命进行评价。主要内容如下:(1)本工作研究了烧结温度对滚动成型氧化铝球粒形和性能的影响,结果表明:随着烧结温度(1400-1600℃)的增加,粒度为30-40目,40-50目和50-60目的氧化铝球平均粒径和休止角减小,而耐压强度和堆积密度随烧结温度升高而增加;同一烧结温度下,粒度越大,平均粒径、休止角和耐压强度也随之越大,堆积密度越小;而烧结温度对氧化铝球的圆度和球形度影响不大。这主要是由于高温下球体内部烧结作用进一步强化,且粒度越小,温度更均匀,氧化铝球的烧结状况更好,堆积颗粒之间的空隙越小。密实过程中研削量不足,表面不够光滑,圆度、球形度和休止角都有待改善。(2)本工作研究了抛光时间对滚动成型氧化铝球粒形和性能的影响,结果表明:1400℃和1600℃烧结后的氧化铝球,随着抛光时间(1-6 h)的延长,粒度为30-40目,40-50目和50-60目的氧化铝球平均粒径和休止角略微减小,耐压强度明显降低,圆度、球形度和堆积密度增加,且氧化铝的最佳抛光时间为4h。与1400℃烧结后的试样相比,1600℃烧结后的氧化铝球经相同的抛光时间,平均粒径减小更明显,中间粒度样品圆度和球形度增加较大,大中颗粒的休止角降低率较大,堆积密度增加率较小,耐压强度减小率更低。这主要是因为烧结后的氧化铝球随着抛光时间的延长,在相互撞击力和摩擦力的作用下,粗糙表面容易被抛光,导致粒度减小。且粒度越大,撞击力和摩擦力越大,接触面积小,所以中颗粒自磨效果最好;而高温烧结后氧化铝球强度高,有利于提高中颗粒抛光效果;抛光后的球表面微孔中会存在磨屑,是球料堆积密度提高的原因之一。当抛光时间4 h后,由于抛光时间对试样平均粒径、圆度,球形度和流动性影响微小,因此氧化铝球的最佳抛光时间是4 h。(3)本工作研究了滚动成型氧化铝实心球的导热系数,结果表明:在200℃-1500℃范围内,散状料的导热系数随温度升高呈线性增长,该关系式能预测某温度点导热系数的值;实验范围内,单一粒径氧化铝球或粒径相差较小的混合粒径氧化铝球,导热系数与粒径大小无关,当粒径相差较大时,混合粒径的导热系数高于单一粒径颗粒,这主要是由于接触面积增大的缘故;当30-40目与50-60目球混合后,前者质量比占75%时,导热系数取得最大值;实验范围内单一粒径或混合粒径的氧化铝球,在600-1200℃进行多次热疲劳,各温度点下疲劳四次的导热系数,数值保持不变,实验未达到使用寿命极限。