Você conhece o processo de preparação das matérias-primas em pó cerâmico?

Os pós cerâmicos são as "células" fundamentais na pesquisa e desenvolvimento e na produção de materiais cerâmicos. O processo de preparação do pó cerâmico afeta diretamente o desempenho e a qualidade dos produtos cerâmicos finais. Tecnologias avançadas permitem a síntese de pós cerâmicos em nanoescala. As matérias-primas tradicionais também estão sendo processadas com maior precisão. Essas inovações continuam a evoluir.
Eles estão impulsionando 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 mandíbulas

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.

Britador de rolos

Os britadores de rolos possuem alta eficiência de britagem e uma grande relação de transformação (acima de 60). Produzem partículas finas, frequentemente atingindo 44 μm. No entanto, a moagem em alta velocidade de materiais duros causa desgaste acentuado. Isso introduz mais ferro no pó, afetando a pureza da matéria-prima e exigindo a remoção posterior do ferro. Devido ao seu projeto, a distribuição granulométrica é estreita. São adequados apenas para materiais que necessitam de faixas granulométricas específicas.

Rolo de roda

Os moinhos de disco são comumente usados na produção de cerâmica para triturar e misturar materiais.
As matérias-primas são moídas entre o moinho de panela e os rolos. A moagem ocorre por deslizamento e pelo peso dos rolos. Rolos maiores e mais pesados proporcionam maior força de trituração. Rolos e panelas de pedra ajudam a prevenir a contaminação por ferro. Os moinhos de panela têm uma alta taxa de trituração, em torno de 10. Os materiais processados apresentam uma faixa de tamanho de partícula definida. A exigência de partículas mais finas reduz a capacidade de produção. A moagem úmida também pode ser utilizada 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, são utilizados 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 moagem se perde.
Muito lento: as bolas caem rapidamente e a força de esmagamento é pequena.
Velocidade adequada: as bolas caem de uma altura que maximize a força do impacto.
Isso proporciona a maior 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 de fase sólida

O método de fase sólida utiliza diversas reações entre substâncias sólidas para produzir pós. As reações comuns na preparação de matérias-primas em pó para cerâmica incluem reações químicas, reações de decomposição térmica e reações de redução de óxidos. No entanto, essas reações frequentemente ocorrem simultaneamente no processo real. O pó preparado pelo método de fase sólida não pode ser usado diretamente como matéria-prima e precisa ser triturado posteriormente.

Reação química:

• Titanato de bário: BaCO3+TiO 2=BaTiO 3+CO2
• Espinélio: Al₂O₃ + MgO = MgAl₂O₄
• Mulita: 3Al 2O3+2SiO2=3Al 2O3-2SiO2

Reação de decomposição térmica:

Muitos pós de óxido de alta pureza podem ser preparados aquecendo-se 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 ao ar para obter pó de óxido de alumínio com excelentes propriedades.

Reação de redução de óxido:

O carboneto de silício e o 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 óxidos é frequentemente utilizado na indústria.

Carbeto de silício: SiO₂ + 3C = SiC + 2CO

Silício: SiO₂ + 2C = Si + 2CO

Nitreto de silício: 3SiO₂ + 6C + 4N₂ = 2Si₃N₄ + 6CO

Preparação de pó cerâmico pelo método de 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 a preparação de pós cerâmicos é a possibilidade de melhor controle da composição química do pó, obtenção de um pó compósito multicomponente bem misturado em um nível (iônico) mais elevado e facilidade na adição de componentes em traços.

Preparação de pó cerâmico pelo método da fase gasosa

As matérias-primas são aquecidas por arco elétrico ou plasma até se gasificarem e, em seguida, resfriadas rapidamente sob a condição de um grande gradiente de temperatura entre a fonte de aquecimento e o ambiente, condensando-se em partículas de pó. O tamanho das partículas pode atingir de 5 a 100 nm. É adequado para a preparação de óxidos monofásicos, óxidos compostos, carbetos e pós metálicos.

Conclusão

O processo de preparação de materiais cerâmicos em pó continua a evoluir graças aos avanços tecnológicos constantes. Desde métodos tradicionais baseados na experiência até a 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 dos 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 cada vez mais, espera-se que a preparação de pós cerâmicos alcance avanços ainda maiores. Isso conduzirá a indústria cerâmica a um futuro ainda mais promissor.

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