Serbuk ultrahalus merujuk kepada kelas bahan dengan saiz zarah antara skala mikrometer hingga nanometer. Pada masa ini, aplikasi serbuk mineral bukan logam yang meluas dalam bahan baharu berteknologi tinggi moden adalah berdasarkan sifat fungsi uniknya. Prestasi fungsi kebanyakan galian bukan logam sangat bergantung kepada saiz Zarah, taburan saiz zarah dan morfologi zarah.
Contohnya, kesan pengukuhan dan peneguhan dalam komposit berasaskan polimer, serta kekuatan dan ketahanan bahan seramik, sangat dipengaruhi oleh ciri-ciri zarah.
Begitu juga, menyembunyikan kuasa dan kekuatan pewarnaan dalam pembuatan kertas dan salutan Pigmen bergantung pada saiz dan morfologi zarah. Di samping itu, sifat elektrik, magnet dan optik serbuk, berserta prestasi penyerapan dan perisai gelombang mikro, aktiviti pemangkin, sifat penjerapan, sifat reologi, kesan antibakteria, keupayaan penyahwarnaan dan prestasi ikatan, semuanya berkait rapat dengan saiz zarah, taburan saiz dan bentuk zarah.
Disebabkan luas permukaan spesifiknya yang besar dan aktiviti permukaan yang tinggi, serbuk ultrahalus mempamerkan hasil yang cepat kimia kadar tindak balas. Ia juga mempunyai suhu pensinteran yang rendah sambil mengekalkan kekuatan jasad pensinteran yang tinggi. Di samping itu, prestasi pengisian dan pengukuhan yang sangat baik serta kuasa penyembunyian yang tinggi menyumbang kepada sifat fizikal dan kimia yang luar biasa. Akibatnya, banyak bidang aplikasi memerlukan bahan mentah mineral bukan logam untuk diproses kepada saiz zarah halus, ultrahalus atau submikron.
Menurut konsensus semasa dalam industri pemprosesan mineral, serbuk ultrahalus ditakrifkan sebagai serbuk dengan 100% zarah yang lebih kecil daripada 30 μm. Berdasarkan saiz zarah, serbuk ultrahalus boleh dikelaskan kepada tiga kategori: skala mikron (1–30 μm), skala submikron (0.1–1 μm), dan skala nano (0.001–0.1 μm). Serbuk mineral bukan logam ultrahalus mempamerkan kelebihan yang luar biasa dalam sifat optik, magnet, akustik, elektrik dan mekanikal. Ia digunakan secara meluas dalam industri farmaseutikal, bahan kimia, elektronik, tenaga dan lain-lain.
Pemprosesan Serbuk Mineral Bukan Logam Ultrahalus
Terdapat banyak kaedah untuk menyediakan serbuk ultrahalus. Mengikut medium pembentukan, kaedah ini boleh dibahagikan kepada tiga kategori: kaedah fasa gas, fasa cecair dan fasa pepejal. Kaedah fasa gas termasuk pemanasan aruhan frekuensi tinggi dan teknologi sintesis plasma, yang sesuai untuk menghasilkan serbuk ultrahalus dengan ketulenan tinggi, saiz zarah kecil, taburan saiz sempit dan morfologi seragam. Kaedah fasa cecair terutamanya termasuk pengurangan kimia, sol-gel, pengabusan ultrasonik dan sintesis hidroterma. Kaedah fasa pepejal terutamanya bergantung pada pengisaran mekanikal.
Dari perspektif prinsip penyediaan, penghasilan serbuk ultrahalus boleh dibahagikan kepada kaedah kimia dan fizikal. Kaedah kimia menghasilkan serbuk ultrahalus melalui tindak balas kimia yang melibatkan nukleasi dan pertumbuhan daripada ion atau atom. Kelebihannya termasuk ketulenan yang tinggi, saiz zarah yang kecil, taburan saiz yang sempit dan morfologi zarah yang baik; walau bagaimanapun, ia mengalami hasil yang rendah, kos yang tinggi dan proses yang kompleks. Kaedah fizikal menggunakan daya mekanikal untuk mengisar bahan, menawarkan kelebihan seperti kos yang lebih rendah, proses yang lebih mudah, kapasiti pengeluaran yang besar dan kesesuaian untuk pengeluaran perindustrian berskala besar. Selain itu, kesan mekanikal-kimia yang dihasilkan semasa pengisaran boleh meningkatkan aktiviti serbuk.
Pada masa ini, kaedah fizikal mendominasi pemprosesan perindustrian serbuk mineral bukan logam ultrahalus. Secara amnya, proses penyediaan terdiri daripada dua langkah utama: pengisaran dan pengelasan. Bahan mentah terlebih dahulu dimasukkan ke dalam peralatan pengisaran ultrahalus. Disebabkan oleh perbezaan struktur zarah, daya yang bertindak ke atas zarah semasa pengisaran adalah tidak seragam. Akibatnya, zarah halus yang dihasilkan berbeza-beza dari segi saiz dan bentuk. Hanya sebahagian daripada zarah yang memenuhi keperluan saiz zarah sasaran. Dalam pengeluaran sebenar, melanjutkan masa pengisaran sering digunakan untuk mencapai kehalusan yang diingini. Walau bagaimanapun, pendekatan ini meningkatkan penggunaan tenaga. Ia juga boleh menyebabkan pengisaran berlebihan. Oleh itu, adalah penting untuk memisahkan zarah halus yang berkelayakan dalam masa. Ini menjadikan teknologi pengelasan ultrahalus sebagai komponen penting dalam penyediaan serbuk ultrahalus.
Status Semasa Penyelidikan Peralatan Pengisaran Ultrahalus
Kilang Impak
Kilang impak menggunakan elemen berputar berkelajuan tinggi (seperti rod, tukul atau bilah) di sekeliling paksi mendatar atau menegak untuk menghasilkan daya impak dan ricih yang kuat pada bahan. Zarah dihancurkan melalui perlanggaran dengan dinding ruang, komponen tetap dan zarah lain. Kilang ini sesuai untuk mengisar bahan sederhana keras seperti talkum, marmar dan kalsit. Saiz suapan biasa adalah di bawah 8 mm dan saiz zarah produk adalah antara 3 hingga 74 μm.
Kilang Jet
Kilang jet beroperasi dengan memecutkan udara termampat melalui muncung. Jet berkelajuan tinggi memerangkap zarah di dalam ruang pengisaran. Zarah-zarah berlanggar, bergesel dan ricih antara satu sama lain untuk mencapai pengurangan saiz. Kilang jet digunakan secara meluas untuk pengisaran ultrahalus mineral bukan logam dengan kekerasan sederhana atau lebih rendah. Bahan biasa termasuk marmar, kaolin dan talkum. Ia juga digunakan dalam makanan kesihatan, bahan nadir bumi dan bahan mentah kimia. Saiz suapan biasanya di bawah 1 mm. Saiz zarah siap biasanya antara 1 hingga 30 μm. Walau bagaimanapun, kapasiti pengeluaran agak terhad.
Kilang jet mempunyai tahap automasi yang tinggi. Ia mampu menghasilkan serbuk dengan kualiti yang baik dan stabil. Walau bagaimanapun, ia juga mempunyai beberapa kelemahan. Ini termasuk kos peralatan yang tinggi dan jejak yang besar. Penggunaan tenaga agak tinggi. Output produk yang sangat halus adalah terhad. Haus komponen boleh menjadi ketara.
Sesetengah model juga kekurangan inovasi bebas yang mencukupi. Kilang jet adalah antara peranti pengisaran ultrahalus yang paling banyak dikaji di China. Teknologinya agak matang. Hasilnya, ia diterima secara meluas di pasaran. Berdasarkan perbezaan struktur dan operasi, kilang jet boleh dikelaskan kepada beberapa jenis. Ini termasuk kilang jet rata (cakera mendatar) dan kilang jet tiub beredar. Ia juga termasuk kilang jet bertentangan, kilang jet sasaran dan kilang jet katil bendalir.
Kilang Bebola
Kilang bebola terutamanya bergantung pada putaran aci pengadukan untuk mengaduk media pengisaran (bebola keluli, bebola zirkonia, bebola seramik, bebola korundum atau batu kerikil) dan bahan di dalam ruang kilang. Ia digunakan secara meluas dalam pemprosesan mendalam mineral bukan logam dan pengeluaran pigmen. Saiz suapan biasanya di bawah 3 mm, dan saiz zarah produk adalah antara 0.1 hingga 45 μm.
Kilang Penggelek Cincin
Kilang penggelek cincin pada asasnya merupakan peralatan pengisaran ultrahalus bersaiz kecil hingga sederhana. Dengan pembangunan berterusan, skop aplikasinya telah berkembang, dan kelebihannya menjadi semakin ketara. Ia mempunyai operasi proses yang agak mudah, nisbah pengisaran yang besar, dan penggunaan tenaga unit yang rendah, memenuhi keperluan penjimatan tenaga dan perlindungan alam sekitar semasa. Dalam pemprosesan serbuk mineral bukan logam, saiz suapan biasanya di bawah 20 mm, dan peranti pengelasan dalaman membenarkan pelarasan fleksibel kehalusan produk mengikut piawaian.
Tidak kira bagaimana industri pemprosesan serbuk berkembang, pengisaran mekanikal kekal sebagai kaedah utama untuk menghasilkan serbuk mineral bukan logam ultrahalus. Seperti kata pepatah, "Untuk melakukan kerja yang baik, seseorang mesti terlebih dahulu mengasah alatnya." Pada masa hadapan, adalah penting untuk memperkukuh penyelidikan teori asas, meningkatkan pelaburan teknologi, mengoptimumkan aliran proses berdasarkan peralatan sedia ada, meningkatkan keupayaan inovasi, dan membangunkan peralatan pengisaran ultrahalus yang dicirikan oleh kandungan teknologi tinggi, ekonomi hijau, penggunaan tenaga yang rendah, pelepasan yang rendah, dan nilai tambah yang tinggi.
Status Semasa Peralatan Pengelasan Ultrahalus Penyelidikan
Pengelasan serbuk ultrahalus memisahkan zarah-zarah dengan saiz yang berbeza dengan menggunakan perbezaan daya emparan, graviti, inersia dan daya lain yang bertindak ke atas zarah dalam medium, menyebabkannya mengikuti trajektori yang berbeza dan dikumpulkan secara berasingan.
Mengikut medium yang digunakan, pengelasan ultrahalus boleh dibahagikan kepada kaedah kering dan basah. Pengelasan basah menggunakan cecair sebagai medium penyebaran dan menawarkan ketepatan pengelasan yang tinggi dan keseragaman yang baik. Walau bagaimanapun, proses seterusnya seperti pengeringan dan rawatan air sisa mengehadkan perkembangannya.
Berdasarkan prinsip pengelasan, peralatan pengelasan kering boleh dibahagikan kepada tiga jenis: pengelas inersia, jet dan emparan.
- Pengelas inersia mengasingkan zarah berdasarkan perbezaan inersia di bawah daya yang dikenakan.
- Pengelas jet menggabungkan kesan Coanda, pengelasan inersia dan prinsip pengelasan pantas.
- Pengelas emparan, yang menghasilkan medan daya emparan yang jauh lebih kuat daripada medan graviti, adalah yang paling banyak dibangunkan. Ia boleh dibahagikan lagi kepada jenis vorteks paksa dan vorteks bebas (atau separa bebas) mengikut ciri medan aliran.
Walaupun pengelasan kering boleh menyebabkan pencemaran udara dan secara amnya mempunyai kecekapan pengelasan yang lebih rendah, ia menggunakan udara sebagai medium, mempunyai kos operasi yang lebih rendah, menghapuskan keperluan pengeringan dan penyebaran semula, dan menawarkan proses yang lebih mudah dan cekap tenaga. Oleh itu, ia digunakan secara meluas dalam penyediaan serbuk.
Pada masa ini, pengelas udara turbin adalah yang paling banyak digunakan dalam pengeluaran perindustrian. Mengikut orientasi pemasangan roda pengelasan, ia boleh dibahagikan kepada jenis roda menegak dan roda mendatar. Arah penyelidikan masa depan tertumpu terutamanya pada mengawal selia medan aliran pengelasan, mengoptimumkan proses pemisahan, dan membangunkan pengelasan berganding berdasarkan rejim aliran campuran.
Kesimpulan: Penyelesaian Pemprosesan Serbuk Ultrahalus oleh Bedak Epik
Epic Powder ialah pengeluar profesional yang mengkhusus dalam pemprosesan serbuk ultrahalus. Syarikat ini menyediakan penyelesaian bersepadu untuk pengisaran ultrahalus, pengelasan udara tepat dan pengubahsuaian permukaan serbuk. Portfolio peralatannya termasuk kilang jet dan kilang bola–sistem pengelas. Kilang penggelek gelang dan pengelas udara turbin berkecekapan tinggi juga tersedia. Sistem ini membolehkan kawalan tepat bagi taburan saiz zarah.
Mereka memastikan kualiti produk yang stabil. Penggunaan tenaga dioptimumkan secara berkesan. Melalui inovasi berterusan dalam teknologi pengisaran dan pengelasan udara, Epic Powder menyokong penggunaan mineral bernilai tinggi. Syarikat ini juga menggalakkan pembangunan bahan serbuk berfungsi termaju. Bahan-bahan ini digunakan untuk plastik, salutan, seramik, elektronik dan industri berteknologi tinggi yang baru muncul.
"Terima kasih kerana membaca. Saya harap artikel saya membantu. Sila tinggalkan komen di bawah. Anda juga boleh menghubungi wakil pelanggan dalam talian Zelda untuk sebarang pertanyaan lanjut."
- Dihantar oleh Emily Chen