Pós cerâmicos são as “células” fundamentais na P&D e produção de materiais cerâmicos. O processo de preparação de pó cerâmico afeta diretamente o desempenho e a qualidade dos produtos cerâmicos finais. Tecnologias avançadas permitem a síntese de pós cerâmicos em nanoescala. Matérias-primas tradicionais também estão sendo processadas com maior precisão. Essas inovações continuam a evoluir.
Eles estão levando a indústria cerâmica a novos patamares.
Processo tradicional de preparação de pó
O método de redução mecânica de tamanho é amplamente utilizado na indústria cerâmica. A trituração da matéria-prima cerâmica melhora a qualidade dos corpos moldados, aumentando a densidade e auxiliando as reações físicas e químicas durante a sinterização. Também contribui para a redução da temperatura de queima.
Britador de mandíbula
Britadores de mandíbulas são comumente usados para britagem grosseira na produção de cerâmica. São utilizados principalmente para o pré-processamento de grandes grumos. Possuem estrutura simples e operação fácil, oferecendo alta eficiência de produção. No entanto, a taxa de britagem é baixa, em torno de 4. O tamanho da alimentação geralmente é grande, resultando em britagem grosseira. A faixa de ajuste do tamanho das partículas também é limitada.
Triturador de rolos
Os trituradores de rolos têm alta eficiência de britagem e uma grande proporção (acima de 60). Eles produzem partículas finas, frequentemente atingindo 44 μm. No entanto, a moagem em alta velocidade de materiais duros causa desgaste pesado. Isso introduz mais ferro no pó. Isso afeta a pureza da matéria-prima, exigindo a remoção do ferro posteriormente. Devido ao seu design, a distribuição do tamanho das partículas é estreita. Eles são adequados apenas para materiais que precisam de faixas de tamanho específicas.
Rolo de roda
Moinhos de panela são comumente usados na produção de cerâmica para triturar e misturar materiais.
As matérias-primas são moídas entre a panela e os rolos. A moagem ocorre pelo deslizamento e pelo peso do rolo. Rolos maiores e mais pesados dão uma força de britagem mais forte. Rolos de pedra e panelas ajudam a evitar a contaminação por ferro. Os moinhos de panela têm uma grande taxa de britagem, cerca de 10. Os materiais processados têm uma faixa de tamanho de partícula definida. Os requisitos de partículas mais finas reduzem a capacidade de produção. A moagem úmida também pode ser usada em moinhos de panela.
Moinho de bolas
Moinhos de bolas Os moinhos de bolas são amplamente utilizados na indústria para moagem fina e mistura. Para garantir a pureza, utilizam-se revestimentos de cerâmica ou polímero. Diversas esferas de cerâmica servem como meio de moagem. Na moagem úmida, o meio cria fissuras na superfície do material. A moagem úmida intermitente é mais eficiente que a moagem a seco. A moagem úmida pode produzir pós com granulometria de até alguns mícrons. A velocidade do moinho de bolas afeta a eficiência da moagem. A velocidade controla o movimento das esferas dentro do tambor.
Muito rápido: as bolas grudam na parede e o efeito de trituração é perdido.
Muito lento: as bolas caem rapidamente e a força de esmagamento é pequena.
Velocidade apropriada: as bolas caem de uma altura para maximizar a força de impacto.
Isso proporciona a mais alta eficiência de moagem. A velocidade crítica depende do diâmetro do tambor. Quanto maior o diâmetro, menor a velocidade crítica.
Moinho de jato de ar
Moinho de jato de ar O pulverizador a jato de ar pode obter pó com granulometria de 0,1 a 0,5 µm. O princípio de funcionamento é o seguinte: o ar comprimido passa pelo bocal, formando um fluxo de ar de alta velocidade no espaço, de modo que as partículas de pó colidem entre si nesse fluxo, atingindo o objetivo de triturá-las. O pó triturado pelo pulverizador a jato de ar apresenta distribuição uniforme de tamanho de partículas, alta eficiência de trituração, garante pureza e pode ser triturado em atmosfera protetora.
Moinho vibratório
Moinho vibratório Possui altíssima eficiência de trituração. O moinho vibratório utiliza esferas de moagem para gerar vibrações de alta frequência no interior do moinho, triturando as matérias-primas. Além da intensa circulação, as esferas de moagem também realizam um intenso movimento de autorrotação. Isso proporciona um excelente efeito de moagem sobre as matérias-primas. O tamanho das partículas do pó pode atingir 1 μm durante a moagem úmida.
Preparação de pó cerâmico pelo método da fase sólida
O método de fase sólida usa várias reações sólidas entre substâncias sólidas para produzir pós. Reações sólidas comuns na preparação de matérias-primas de pó cerâmico incluem reações químicas, reações de decomposição térmica e reações de redução de óxido. No entanto, essas reações geralmente ocorrem simultaneamente no processo real. O pó preparado pelo método de fase sólida não pode ser usado diretamente como matéria-prima e precisa ser ainda mais triturado.
Reação química:
- Titanato de bário: BaCO3+TiO 2=BaTiO 3+CO2
- Espinélio: Al 2O3+MgO=MgAl 2O4
- Mulita: 3Al 2O3+2SiO2=3Al 2O3-2SiO2
Reação de decomposição térmica:
Muitos pós de óxido de alta pureza podem ser preparados aquecendo os sulfatos e nitratos dos metais correspondentes e decompondo-os termicamente para obter pós com excelentes propriedades. Por exemplo, o sulfato de alumínio e amônio pode ser aquecido no ar para obter pó de óxido de alumínio com excelentes propriedades.
Reação de redução de óxido:
Carbeto de silício e nitreto de silício são materiais cerâmicos de engenharia avançada muito importantes. Para a preparação de pós de matéria-prima desses dois materiais cerâmicos, o método de redução de óxido é frequentemente usado na indústria.
Carboneto de silício: SiO2+3C=SiC+2CO
Silício: SiO2+2C=Si+2CO
Nitreto de Silício: 3SiO2+6C +4N 2=2Si3N4+6CO
Preparação de pó cerâmico pelo método da fase líquida
Pós ultrafinos produzidos pelo método de fase líquida têm sido amplamente utilizados na fabricação de materiais cerâmicos avançados. A principal vantagem do método de fase líquida para preparar pós cerâmicos é que ele pode controlar melhor a composição química do pó, obter um pó composto multicomponente bem misturado em um nível mais alto (iônico) e facilitar a adição de componentes de traço.
Preparação de pó cerâmico pelo método da fase gasosa
As matérias-primas são aquecidas por arco elétrico ou plasma até que sejam gaseificadas e, em seguida, resfriadas rapidamente sob a condição de um grande gradiente de temperatura entre a fonte de aquecimento e o ambiente para condensar em partículas de pó. O tamanho das partículas pode atingir 5~100nm. É adequado para a preparação de óxidos monofásicos, óxidos compostos, carbonetos e pós metálicos.
Conclusão
O processo de preparação de materiais em pó cerâmico continua a evoluir por meio de avanços tecnológicos contínuos. De métodos tradicionais enraizados na experiência à adoção de tecnologias de ponta, o progresso tem sido constante. Esses desenvolvimentos não apenas melhoram a qualidade do pó, mas também expandem o escopo de aplicação de materiais cerâmicos. Eles trazem nova vitalidade ao desenvolvimento sustentável da indústria cerâmica. Olhando para o futuro, à medida que a ciência dos materiais e a tecnologia de processamento se integram profundamente, espera-se que a preparação de pós cerâmicos alcance maiores avanços. Isso levará a indústria cerâmica a um futuro ainda mais brilhante.
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