顆粒球化技術(shù)及裝備的研究現(xiàn)狀

謝睿寧，張國(guó)旺，2，肖 驍，2，龍 淵，2

(1. 長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410012;2. 湖南金磨科技有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410012 )

伴隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)粉體產(chǎn)業(yè)發(fā)展蒸蒸日上，特別是顆粒球化整形技術(shù)及裝備也得到了飛速的發(fā)展。球形顆粒因具有高比表面積、高振實(shí)密度、良好的流動(dòng)性等一般顆粒不具備的優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于鋰離子電池、食品、醫(yī)藥、化工、建材、礦業(yè)、微電子、3D打印等行業(yè)，逐漸成為不可替代的新材料。高品質(zhì)的球形顆粒的制備一直是行業(yè)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。目前應(yīng)用物理方法制備球化顆粒的技術(shù)較多，主要包括高溫法和塑性變形法等。本文中重點(diǎn)介紹這些技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用問(wèn)題，并對(duì)其未來(lái)的發(fā)展前景進(jìn)行分析。

1 典型顆粒球化方法

1.1 高溫法

高溫法在高溫球化、超細(xì)-納米材料合成、等離子體噴涂等方面具有重要用途，尤其在球形硅微粉行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用[1-2]。該方法的特點(diǎn)是產(chǎn)品顆粒的振實(shí)密度、球化率和流動(dòng)性均高于原料顆粒的，且生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保，對(duì)環(huán)境損害小，但仍存在產(chǎn)率低、難以進(jìn)行連續(xù)加工生產(chǎn)等缺點(diǎn)。高溫法主要包括4種方法：高溫等離子體熔融法、直流電弧等離子體法、射頻(RF)感應(yīng)等離子體法和氣體燃燒火焰法。

1.1.1 高溫等離子體熔融法

高溫等離子體熔融法主要用于球形硅微粉的生產(chǎn)。以高溫等離子體熔融法制備熔融硅微粉球化裝備為例，該方法的原理利用交流或直流電弧等離子體在等離子體反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的高溫氣體作熱源，將顆粒粉體噴射到等離子火焰中，粉體受熱熔化并瞬間氣化，再經(jīng)驟冷，經(jīng)旋風(fēng)和布袋收集，便得到球狀微粉。高溫等離子熔融法是獲得致密、規(guī)則球形顆粒的最有效手段之一，特點(diǎn)如下：加工過(guò)程受多種因素制約，加工不穩(wěn)定性大，產(chǎn)品球化率低，無(wú)法大規(guī)模生產(chǎn)等。

1.1.2 直流電弧等離子體法

直流電弧等離子體法主要用于制備球形難熔金屬顆粒。以制備難熔金屬納米粉的直流電弧等離子體系統(tǒng)裝置為例(見圖1)，該方法的原理如下：將高熔點(diǎn)的鎢作為陰極，將難熔金屬塊作為陽(yáng)極，并將反應(yīng)腔體抽至真空，并通入適當(dāng)壓力的等離子體氣體，并開始放電產(chǎn)生高溫，使陽(yáng)極的難熔金屬塊開始升華形成蒸氣，之后流動(dòng)到低溫區(qū)進(jìn)行冷凝、成核、長(zhǎng)大，最終進(jìn)行收集。該方法是一種環(huán)境友好型的加工方法，因可產(chǎn)生高溫而能用于熔化難熔金屬[3]。通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)氣體、輸入功率等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，可對(duì)最終生成的納米粒子的尺寸和形貌進(jìn)行控制。Kassae等[4]運(yùn)用直流電弧等離子體法，在以氣態(tài)氮作為放電介質(zhì)，電流強(qiáng)度為100 A的條件下制得粒徑分布窄，平均粒徑為68 nm的球形納米鎢顆粒α-W。

圖1 制備難熔金屬納米粉的直流電弧等離子體系統(tǒng)裝置[5]Fig.1 Direct currents are plasma system for preparing refractory metal nano powders

1.1.3 射頻感應(yīng)等離子體法

以球化鎢粉的射頻感應(yīng)等離子體系統(tǒng)裝置為例，該方法的原理如下：首先將原料進(jìn)行篩分分級(jí)，得到粒徑分布較窄的鎢粉；然后在等離子體反應(yīng)器中通入壓力為13.8 kPa的氬氣以產(chǎn)生等離子體；最后通過(guò)氣體將鎢粉送入等離子炬中，鎢粉遇到高溫形成球形金屬液滴，凝固后即可得到超細(xì)球形鎢粉。該方法最廣泛的應(yīng)用是對(duì)難熔金屬粉體，如鎢、鉬、鈦及其合金等進(jìn)行球化制備[6]。Wang等[7]經(jīng)過(guò)射頻感應(yīng)等離子體球化處理，制得均勻球形的鎢顆粒。此裝備主要由發(fā)生器、反應(yīng)室、冷卻室、送粉系統(tǒng)、收粉系統(tǒng)和分離器組成。

1.1.4 氣體燃燒火焰法

氣體燃燒火焰法多用于球形硅微粉的生產(chǎn)。該方法原理的如下：首先對(duì)物料進(jìn)行粉碎、分級(jí)、提純等前處理；然后將物料微粉送入射頻等離子、燃?xì)?氧氣火焰高溫場(chǎng)中，通過(guò)氣體火焰燃燒產(chǎn)生的高溫使物料大量吸熱而迅速融化，并以極高的速度飛進(jìn)反應(yīng)室，最終冷卻凝固成球，制得高純度球形微粉[8]。與其他等離子體技術(shù)相比，該方法相對(duì)簡(jiǎn)單，更易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，發(fā)展前景較好[9]。靳洪允[10]對(duì)二氧化硅微粉進(jìn)行氧氣-乙炔火焰法高溫球形化處理，可以制得球形率在95%以上、顆粒粒徑主要分布在1～4 μm的低放射性球形硅微粉。

1.2 高速氣流沖擊球化法

現(xiàn)階段高速氣流沖擊球化法具有分級(jí)精度高、分級(jí)精度可調(diào)、產(chǎn)能較大等優(yōu)勢(shì)，因此在天然石墨、人造石墨和水泥顆粒球化整形處理領(lǐng)域廣泛使用。現(xiàn)存的大多數(shù)高速氣流整形機(jī)加工之后的顆粒粉體球形率、振實(shí)密度等指標(biāo)不能很好地與加工產(chǎn)率進(jìn)行兼顧等問(wèn)題亟待解決。

高速氣流沖擊球化法的關(guān)鍵是通過(guò)控制磨盤轉(zhuǎn)速、分級(jí)輪轉(zhuǎn)速、球化時(shí)間、風(fēng)量、錘頭高度和齒圈形狀等參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒球形率、振實(shí)密度、球化產(chǎn)率、粒徑分布等產(chǎn)品指標(biāo)的提升。該方法的原理如下：高速氣流沖擊粉碎機(jī)利用圍繞水平或垂直軸高速旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體，使物料受到來(lái)自高速氣流、錘頭的碰撞、摩擦和剪切等一系列作用而獲得超細(xì)粉，之后通過(guò)分級(jí)收集得到合格物料[11]。

高速氣流沖擊球化法處理形式可以分為以下3種：1)固定化處理。母粒子的表面被嵌入一層子粒子。2)成膜化處理。母粒子表面的子粒子被軟化并融在母粒子表面，形成一層膜。3)球形化處理。以天然鱗片石墨的球化過(guò)程(見圖2)為例，大致分為4個(gè)步驟，即彎曲—成球—吸附—緊實(shí)。由于球化過(guò)程中的受力情況較為復(fù)雜，因此現(xiàn)階段仍未有完整、明確的球化機(jī)理[12]。

圖2 天然鱗片石墨的球化過(guò)程[12]Fig.2 Spheroidization process of natural flake graphite

1.2.1 ACM型氣流渦旋粉碎球化技術(shù)

日本細(xì)川密克朗開發(fā)的ACM型氣流渦旋粉碎機(jī)(流程圖如圖3)，作為立式高速氣流沖擊粉碎機(jī)的典型代表，整套設(shè)備由粉碎、分級(jí)、物料收集、除塵裝置等組成。主要應(yīng)用于球形石墨的制備和藥材等細(xì)顆粒的粉碎。主要原理是依靠腔體內(nèi)的錘頭產(chǎn)生的高速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)物料顆粒在腔體內(nèi)不斷進(jìn)行剪切、摩擦、碰撞，可在短時(shí)間內(nèi)使顆粒達(dá)到球狀或者類球狀，并通過(guò)內(nèi)置分級(jí)得到目標(biāo)粒徑的產(chǎn)物[13]。此種機(jī)型有結(jié)構(gòu)緊湊、可調(diào)節(jié)粉體細(xì)度、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，但存在腔體高度不足、不利于物料進(jìn)一步粉碎、分級(jí)精度不高且內(nèi)部粉碎部件的材料不夠耐磨等缺點(diǎn)。

圖3 ACM型氣流渦旋粉碎機(jī)機(jī)工藝流程[13]Fig.3 Process of ACM airflow vortex pulverizer

王曉天[14]利用綿陽(yáng)流能粉體有限公司的LNI-330A、LNI-66A、LNI-180A型分級(jí)式?jīng)_擊磨進(jìn)行了粉碎實(shí)驗(yàn)，并利用Ansys Workbench 15.0軟件對(duì)粉碎腔內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出錘頭高度和錘頭數(shù)量對(duì)流場(chǎng)分布的影響；何鵬等(數(shù)據(jù)待發(fā)表)利用Ansys Workbench 15.0軟件，對(duì)氣流渦旋微粉機(jī)氣固兩相流場(chǎng)進(jìn)行仿真分析，得出了粉碎機(jī)的流場(chǎng)云圖、石墨顆粒的球化區(qū)域，并探究了最優(yōu)球化轉(zhuǎn)速；滕德亮等[15]應(yīng)用LNI-18A型粉碎機(jī)對(duì)石墨球化中的球化時(shí)間、粉碎盤轉(zhuǎn)速、分級(jí)輪轉(zhuǎn)速和風(fēng)量等工藝參數(shù)進(jìn)行研究。

1.2.2 HYB型粉碎球化技術(shù)

另一種運(yùn)用較廣泛的球化設(shè)備是由東京理科大學(xué)大學(xué)小石教授和(株)奈良機(jī)械制作所在1986年共同開發(fā)的HYB型粉碎系統(tǒng)(見圖4、5)，此系統(tǒng)主要由混合機(jī)、定量計(jì)量系統(tǒng)、主機(jī)、成品收集裝置、控制操作系統(tǒng))組成[16]。主要應(yīng)用在涂料、印刷油墨、醫(yī)藥品、化妝品、粉末冶金、石墨球形化、球形水泥等領(lǐng)域。系統(tǒng)的工作原理如下：物料在主機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)下被迅速分散，并受到錘頭強(qiáng)大的沖擊力作用，同時(shí)也包括受到粒子間相互作用的壓縮、摩擦、剪切、撞擊等多種力的作用，之后通過(guò)循環(huán)管道再次進(jìn)入機(jī)體內(nèi)部繼續(xù)進(jìn)行球形化處理。此種設(shè)備可用于固化處理、成膜處理和球形化處理，在材料表面改性處理時(shí)，物質(zhì)的組合可選范圍很廣，設(shè)備運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速、處理時(shí)間、投料量、處理溫度等都是重要的運(yùn)行參數(shù)。

圖4 HYB型粉碎系統(tǒng)主機(jī)結(jié)構(gòu)[16]Fig.4 Main engin structure of HYB pulverizing system1—OM混合機(jī);2—定量計(jì)量系統(tǒng);3—主機(jī);4—成品收集裝置;5—控制操作系統(tǒng)。圖5 HYB型粉碎系統(tǒng)[16]Fig.5 HYB pulverizing system struitume

清華大學(xué)蓋國(guó)勝、郝向陽(yáng)團(tuán)隊(duì)以HYB系統(tǒng)為原型機(jī)，設(shè)計(jì)粒子復(fù)合設(shè)備(micro-nanoparticle compound system，MNPC)微納米顆粒復(fù)合化設(shè)備,應(yīng)用在涂料包覆、顆粒成膜化包覆、藥物表面成膜、氧化鋯包覆人造骨、石墨球形化等領(lǐng)域[17]。王富祥等[12]通過(guò)掃描電子顯微鏡對(duì)采用MNPC球化不同階段時(shí)間下的石墨顆粒進(jìn)行成像收集，推斷出，石墨球形化的形成機(jī)理大致為彎折、成球、吸附、緊實(shí)4個(gè)階段；楊玉芬等[18]使用MNPC系統(tǒng)對(duì)微晶石墨和鱗片石墨進(jìn)行球化處理，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了合適的工藝參數(shù)。

1.2.3 Faculty S型球化技術(shù)

2004年細(xì)川密克朗集團(tuán)研制出Faculty型球化設(shè)備，并在2013年更新升級(jí)為Faculty S型球化設(shè)備(見圖6)。此次設(shè)備的升級(jí)主要包括分散轉(zhuǎn)子的動(dòng)力提升、使用能分級(jí)到更小粒徑粉體的分級(jí)機(jī)、升級(jí)冷卻系統(tǒng)等，產(chǎn)品的振實(shí)密度得到提高，減小粒徑分布，提升了生產(chǎn)效率[19-20]?，F(xiàn)在主要用于球形石墨的加工及生產(chǎn)中，其原理主要是依靠設(shè)備的分散部中的錘頭在高速旋轉(zhuǎn)下產(chǎn)生的高速氣流來(lái)帶動(dòng)石墨顆粒在腔體內(nèi)作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，使石墨顆粒與錘頭、齒圈及其自身發(fā)生碰撞、摩擦和剪切等一系列作用，使得不規(guī)則的片狀石墨顆粒發(fā)生塑性球化變形，再使用分級(jí)裝置將球形石墨與球化過(guò)程中剝落的微細(xì)顆粒分離開來(lái)，得到不同粒徑的球形石墨顆粒。與ACM型氣流渦旋粉碎機(jī)相比，此套設(shè)備采用分級(jí)精度更高的分級(jí)輪和全新的定時(shí)出料系統(tǒng)，通過(guò)兩者的配合使得石墨顆粒在研磨區(qū)域停留時(shí)間更長(zhǎng)，增加石墨顆粒的碰撞、球化時(shí)間，從而提升球化效率，減少工序。

圖6 Faculty S型球化設(shè)備[19]Fig.6 Faculty S spheroidizing equipment

1.2.4 NETZSCH GYRHO系統(tǒng)球化技術(shù)

NETZSCH GYRHO系統(tǒng)提供了高效、低能耗、工藝技術(shù)優(yōu)化的石墨球化加工機(jī)型，最終通過(guò)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)可得到窄粒度分布、高產(chǎn)量、高振實(shí)密度球形石墨產(chǎn)品。

1.2.5 融合球化技術(shù)

融合球化機(jī)工作原理如下：物料在轉(zhuǎn)子中高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下緊貼器壁，在轉(zhuǎn)子與定子擠壓頭之間高速穿過(guò)。在這個(gè)瞬間，物料同時(shí)受到擠壓力和剪切力的作用，高速旋轉(zhuǎn)使得物料在轉(zhuǎn)子與定子之間循環(huán)往復(fù)，不斷地受到擠壓力和剪切力的作用，在摩擦力的作用下，顆粒表面達(dá)到機(jī)械熔融狀態(tài)，從而將納米級(jí)的超細(xì)粉末包覆在微米級(jí)的顆粒上。

2 顆粒球化裝備的應(yīng)用

2.1 天然石墨和人造石墨加工

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，以及環(huán)保意識(shí)的不斷提升，鋰離子電池因具有高能量密度、高安全性等特點(diǎn)而在消費(fèi)類電子產(chǎn)品、工業(yè)動(dòng)力節(jié)能、新能源交通、電力儲(chǔ)能等方面廣泛使用[21-22]。天然石墨具有易獲取和優(yōu)異的電化學(xué)性能等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用在鋰離子電池負(fù)極材料中。人造石墨具有循環(huán)性能好、成本低和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，因此逐漸成為研究的重點(diǎn)。研究[23-25]發(fā)現(xiàn)，球形石墨具有高速率容量、高庫(kù)侖效率、低不可逆容量、粒度分布集中、比表面積小和振實(shí)密度大等優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)階段天然鱗片石墨和人造石墨主要通過(guò)高速氣流沖擊等方式得到球形石墨，電化學(xué)性能提升很多。王靖等[26]利用QWJ型氣流渦旋粉碎機(jī)成套系統(tǒng)，對(duì)批量隱晶質(zhì)石墨浮選精選進(jìn)行球化整形處理，并對(duì)整形后各次產(chǎn)物進(jìn)行掃描電子顯微鏡表征，圖像如圖7所示。從圖中可以明顯看出，處理前后石墨顆粒的形貌有明顯的趨于球狀的趨勢(shì)。運(yùn)用最新的Faculty S設(shè)備對(duì)石墨原料(含碳量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%、d50為32.4 μm、振實(shí)密度為0.52 g/mL)進(jìn)行單批次5 kg、總時(shí)長(zhǎng)3 min的處理之后，振實(shí)密度提升到0.85 g/mL，進(jìn)行5 min的處理之后，d50為18.4 μm，振實(shí)密度提升到0.92 g/mL[19-20,27]。

(a)整形前(b)整形2次(c)整形6次(d)整形16次圖7 石墨球化前、 后的SEM圖像(放大倍數(shù)為1 000)[26]Fig.7 SEM images of graphite before and after spheroidization(magnification is 1 000)

2.2 球形石英粉(硅微粉)加工

在微電子工業(yè)的快速發(fā)展條件下，石英粉應(yīng)用幾乎遍布所有工業(yè)部門。特殊材料二氧化硅(簡(jiǎn)稱硅微粉)是集成電路中最主要的封裝填充材料[28]。球形硅微粉形狀好，化學(xué)純度高，放射性元素含量低，其應(yīng)用能極大地降低塑封料的熱膨脹系數(shù)、改善塑封料的熱穩(wěn)定性等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因此大規(guī)模應(yīng)用于集成電路的生產(chǎn)[29]。球形硅微粉主要通過(guò)高溫等離子體熔融法、高溫熔融噴射法、氣體燃燒火焰法、氣相法、沉淀法等方法進(jìn)行制備[8,30-31]。現(xiàn)階段國(guó)產(chǎn)球形硅微粉在高純度、超細(xì)化、高球化率等產(chǎn)品指標(biāo)方面與國(guó)際進(jìn)口產(chǎn)品仍有差距[32]。楊艷青等[33]通過(guò)氧氣-乙炔氣體燃燒法制備球形二氧化硅微粉，得到球化前、后的SEM圖像，如圖8所示。由圖可以發(fā)現(xiàn)，球化前二氧化硅微粉是不規(guī)則的三角形，球化后逐漸趨于類球狀，球形率高達(dá)95%以上。

(a)球化前(b)球化后圖8 二氧化硅球化前、 后的SEM圖像(放大倍數(shù)為2 000)[33]Fig.8 SEM images of silica before and after spheroidization (magnification is 2 000)

2.3 球形水泥加工

水泥是一種基礎(chǔ)性的材料，具有穩(wěn)定性好、耐久度高等優(yōu)異性能，因此廣泛應(yīng)用在建筑、土木等行業(yè)；而普通水泥具有多孔的特性，且孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在水化反應(yīng)中會(huì)降低流動(dòng)性并逐漸硬化[34]。將普通水泥球化得到球形水泥可在以下幾個(gè)方面提升材料的物理性能：降低需水性、降低孔隙率、提升流動(dòng)性、提升水泥強(qiáng)度[35-36]?，F(xiàn)階段球形水泥的制備主要使用高速氣流沖擊球化法，相較于球磨機(jī)，可提高顆粒球形度、比表面積和振實(shí)密度等。王昕等[36]和Tanaka等[37]通過(guò)使用球磨機(jī)和氣流磨機(jī)分別對(duì)水泥進(jìn)行球化處理，制備的球形水泥整體形貌總體更好，顆粒較圓、棱角較少。

2.4 球形難熔金屬粉體加工

難熔金屬指熔點(diǎn)高于1 650 ℃并有一定儲(chǔ)量的金屬，主要有鎢、鈦、鉬等[6]，并廣泛應(yīng)用于航空航天、熱噴涂層、3D打印、生物醫(yī)療等領(lǐng)域[38-40]。與傳統(tǒng)金屬粉末相比，金屬球形粉末具有球形度高、流動(dòng)性好、松裝密度高等優(yōu)異性能，在材料科學(xué)領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，而高性能球形金屬粉體原料是限制整個(gè)行業(yè)的重要因素。目前利用傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)球形顆粒球化率低、團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重、易氧化，而使用射頻等離子體進(jìn)行加工，所得樣品的流動(dòng)性好，振實(shí)密度、松裝密度、球化率也較原料有了大幅提高。提高超細(xì)難熔金屬粉的性能，減小制備過(guò)程的污染排放，降低熱等離子體法生產(chǎn)成本，推進(jìn)該技術(shù)的大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)是未來(lái)的發(fā)展方向。邱振濤[41]運(yùn)用等離子體球化系統(tǒng)對(duì)鎢粉進(jìn)行球化處理(如圖9所示),等離子體球化技術(shù)可大幅提升顆粒的球形度。

3 顆粒球化技術(shù)及裝備的發(fā)展前景

隨著科技水平的不斷提高，不同材料的顆粒球化技術(shù)會(huì)滲透到各行各業(yè)中，顆粒球化的需求量也在不斷增多，為了滿足日益增長(zhǎng)的不同領(lǐng)域市場(chǎng)需要，未來(lái)顆粒球化技術(shù)及裝備的發(fā)展主要包括如下幾個(gè)方面。

1)標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化。雖然已經(jīng)提出了關(guān)于球化天然石墨、球形石英粉等的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)于天然石墨的球形度、球形率、產(chǎn)品的收率等還需要更加科學(xué)的定義與說(shuō)明。大部分廠家按照自己的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與下游產(chǎn)品廠家進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)估，將會(huì)導(dǎo)致不同產(chǎn)品之間無(wú)法形成相對(duì)統(tǒng)一的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)階段球形石墨主要依靠振實(shí)密度、粒度、粒度分布等主要參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判，這顯然是不夠全面的。為了整個(gè)行業(yè)的發(fā)展，應(yīng)該完善有關(guān)球形顆粒的表征、檢測(cè)等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使得市場(chǎng)更加標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化。

2)自主化、創(chuàng)新化。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷加快發(fā)展，我國(guó)應(yīng)重視自主研發(fā)與創(chuàng)新的能力、跨學(xué)科的研究及創(chuàng)新力度，在顆粒設(shè)計(jì)及顆粒球化技術(shù)領(lǐng)域努力追趕并超越技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，促進(jìn)新材料技術(shù)發(fā)展。僅對(duì)傳統(tǒng)球化設(shè)備進(jìn)行工藝與裝備的改良是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，更應(yīng)注重基礎(chǔ)理論部分的深入研究，鼓勵(lì)企業(yè)加快自主創(chuàng)新，努力突破本行業(yè)裝備效率低、能耗大、工序多、環(huán)境污染等問(wèn)題。國(guó)外的很多顆粒球化技術(shù)都采用封閉式管理，采取保密措施，隨著我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的完善，應(yīng)注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專有技術(shù)的保護(hù)，注重基礎(chǔ)理論研究，研發(fā)先進(jìn)的專有特色顆粒球化技術(shù)裝備是非常重要的。

(a)球化前(b)球化后圖9 不同放大倍數(shù)時(shí)鎢粉球化前、 后的SEM圖像[41]Fig.9 SEM images of tungsten powders before and after spheroidization with different magnifications

3)智能化、現(xiàn)代化。身處5G的萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代，生產(chǎn)制造行業(yè)應(yīng)加快建立智慧工廠，智能生產(chǎn)模式與大數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合不僅可將制造、銷售、服務(wù)進(jìn)行連接，還可將生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，為今后生產(chǎn)提供更好的服務(wù)，利于控制產(chǎn)品品質(zhì)和成本。