NIKKATO 日陶陶瓷球的生产工艺

日陶三大系列陶瓷球（YTZ 氧化锆、氧化铝 HD/SSA、SUN 氮化硅）底层流程框架一致：高纯粉体配料→浆料制备→喷雾造粒→成型→脱脂→高温烧结→精密滚磨 / 抛光→分级筛选→质检包装；差异主要在成型方式、烧结气氛、温度，尤其是微珠（φ0.03~0.8mm）采用特殊滴落成球工艺，大球用冷等静压 CIP 成型。

注：部分核心细节属于 NIKKATO 原厂保密工艺，下面为公开资料可确认的工程流程。

一、YTZ® 氧化钇稳定氧化锆球（YTZ/YTZ-S/YTZ-GH）

YTZ 原料粉体由东曹 TOSOH 提供高纯 Y-TZP 水解粉（ZrO₂+Y₂O₃配方固定），日陶负责造粒、成型与烧结

1. 粉体配料与浆料：高纯氧化锆 + 氧化钇稳定剂，加水 + 有机粘结剂、分散剂湿法球磨，得到均匀稳定浆料；严格控制杂质（Fe、Na、Si），YTZ-GH 半导体级洁净度最高。

2. 喷雾造粒：浆料喷雾干燥，形成流动性好的球形造粒粉，用于后续成型。

3. 成型（两种路线）

• ✅ 大球 φ0.8~25mm：冷等静压 CIP：造粒粉装入柔性模具，高压液体各向均匀施压，生坯密度均匀，烧结收缩一致性好，减少内部缺陷；

• ✅ 微珠 φ0.03~0.8mm：滴定 / 液滴成型（日陶特色）：利用表面张力，浆料滴入介质中直接形成球形生坯，无需模具，实现极小粒径高球形度微珠量产，是 YTZ 超细珠核心工艺。

4. 脱脂排胶：低温缓慢升温，把坯体内有机粘结剂wan全分解排出，防止烧结开裂。

5. 高温烧结：1500~1600℃空气密闭烧结，控制保温时间，形成均匀超细晶粒四方相 TZP 结构，致密度≥99%，实现相变增韧；YTZ-S 优化烧结曲线，晶粒更细、磨耗更低。

6. 精密滚磨抛光：多道行星滚磨 + 精细抛光，部分gao端规格采用磁流体抛光，提升球形度、降低表面粗糙度，去除烧结表皮。

7. 分级、全检：气流筛分 + 光学 / 影像分选，剔除异形、裂纹球；批次检测密度、硬度、磨耗、粒径分布，出具材质报告。

二、氧化铝球（HD 经济型 / SSA 高纯系列）

Al₂O₃粉体由日陶自配配方，按纯度分级（93% /99.5% /99.9%）

1. 配料制浆：氧化铝粉体 + 烧结助剂（MgO 等，抑制晶粒长大）+ 粘结剂湿法混合；SSA-999W 采用超高纯原料，严控碱金属杂质。

2. 喷雾造粒。

3. 成型：大球 CIP 冷等静压；中小规格可滚制成型；HD 经济型会采用干压，SSA 高纯全部 CIP 保证内部均匀性。

4. 脱脂。

5. 烧结：1550~1650℃空气烧结；高纯 SSA 系列更长保温，降低晶界玻璃相，减少离子析出。

6. 滚磨抛光。

7. 分级质检：SSA 系列额外增加金属离子溶出检测，适配 MLCC、半导体填料场景。

三、SUN 系列 氮化硅 Si₃N₄球（SUN-11 / SUN-15）

氮化硅极易高温分解，工艺最特殊，需要氮气压力烧结 GPS

1. 粉体配方：高纯 Si₃N₄粉体 + Y₂O₃、Al₂O₃烧结助剂，湿法制备浆料。

2. 造粒。

3. 成型：CIP 冷等静压，大尺寸氮化硅球也会结合精密坯体机加工。

4. 脱脂，严格控制升温速率。

5. 气压烧结 GPS：1700~1800℃，高压氮气气氛，抑制 Si₃N₄高温分解；SUN-15 精密级可增加 HIP 热等静压后处理，消除内部闭气孔，致密度 > 99.5%。

6. 金刚石研磨抛光：氮化硅硬度ji高，普通磨料无法加工，采用金刚石磨料多道精磨。

7. 分选检测：重点检测抗热震、断裂强度，用于碳粉、硅粉等非氧化物研磨。