Керамические порошки являются основными «ячейками» в исследованиях и разработках керамических материалов и производстве. Процесс приготовления керамического порошка напрямую влияет на производительность и качество конечных керамических изделий. Передовые технологии позволяют синтезировать наномасштабные керамические порошки. Традиционное сырье также обрабатывается с большей точностью. Эти инновации продолжают развиваться.
Они выводят керамическую промышленность на новый уровень.
Традиционный процесс приготовления порошка
Метод механического измельчения широко используется в керамической промышленности. Измельчение керамического сырья улучшает качество формованных изделий. Оно повышает плотность и способствует физико-химическим реакциям в процессе спекания. Это также помогает снизить температуру обжига.
Щековая дробилка
Щековые дробилки широко используются для грубого дробления в производстве керамики. В основном они предназначены для предварительной обработки крупных кусков. Конструкция проста, а управление легкое. Они обеспечивают высокую производительность. Однако коэффициент дробления невелик, около 4. Размер частиц на входе обычно большой, поэтому выходной материал получается крупным. Диапазон регулировки размера частиц также ограничен.
Валковая дробилка
Валковые дробилки имеют высокую эффективность дробления и большое отношение (более 60). Они производят мелкие частицы, часто достигающие 44 мкм. Однако высокоскоростное измельчение твердых материалов вызывает сильный износ. Это вносит больше железа в порошок. Это влияет на чистоту сырья, требуя последующего удаления железа. Из-за их конструкции распределение размеров частиц узкое. Они подходят только для материалов, требующих определенных диапазонов размеров.
Колесо роликовое
В керамическом производстве для измельчения и смешивания материалов обычно используются бегунковые мельницы.
Сырье измельчается между лотком и роликами. Измельчение происходит за счет скольжения и веса ролика. Более тяжелые и большие ролики обеспечивают более сильное дробящее усилие. Каменные ролики и лотки помогают предотвратить загрязнение железом. Лопастные мельницы имеют большую степень дробления, около 10. Обрабатываемые материалы имеют определенный диапазон размеров частиц. Более мелкие требования к частицам снижают производительность. Мокрое измельчение также может использоваться в лотковых мельницах.
Шаровая мельница
Шаровые мельницы В промышленности они широко используются для тонкого измельчения и смешивания. Для обеспечения чистоты используются керамические или полимерные футеровки. В качестве измельчающей среды используются различные керамические шарики. При мокром измельчении среда расщепляет трещины на поверхности материала. Прерывистое мокрое измельчение более эффективно, чем сухое. Мокрое измельчение позволяет получать порошки размером до нескольких микрон. Скорость шаровой мельницы влияет на эффективность измельчения. Скорость контролирует движение шариков внутри барабана.
Слишком быстро: шарики прилипают к стенке, и эффект шлифования теряется.
Слишком медленно: шары падают быстро, а сила удара мала.
Соответствующая скорость: мячи падают с высоты, чтобы максимизировать силу удара.
Это дает наивысшую эффективность измельчения. Критическая скорость зависит от диаметра барабана. Чем больше диаметр, тем ниже критическая скорость.
Воздухоструйная мельница
Воздухоструйная мельница Пневматическая дробилка позволяет получать порошок с размером частиц 0,1–0,5 мкм. Принцип работы: сжатый воздух проходит через сопло, образуя высокоскоростной воздушный поток в пространстве, в результате чего порошки сталкиваются друг с другом, обеспечивая измельчение. Измельченный пневматической дробилкой порошок имеет равномерное распределение частиц по размерам, высокую эффективность измельчения, гарантирует чистоту и может измельчаться в защитной газовой среде.
Вибрационная мельница
Вибрационная мельница Обладает очень высокой эффективностью измельчения. Вибрационная мельница использует шары для создания высокочастотных вибраций внутри мельницы для измельчения сырья. Помимо интенсивной циркуляции, шары также обладают интенсивным самовращающимся движением. Это обеспечивает отличный эффект измельчения сырья. Размер частиц порошка может достигать 1 мкм при мокром измельчении.
Приготовление керамического порошка твердофазным методом
Метод твердой фазы использует различные твердые реакции между твердыми веществами для получения порошков. Обычные твердые реакции при получении керамического порошкового сырья включают химические реакции, реакции термического разложения и реакции восстановления оксидов. Однако эти реакции часто происходят одновременно в реальном процессе. Порошок, полученный методом твердой фазы, не может быть использован непосредственно в качестве сырья и должен быть дополнительно измельчен.
Химическая реакция:
- Титанат бария: BaCO3+TiO 2=BaTiO 3+CO2
- Шпинель: Al2O3+MgO=MgAl2O4
- Муллит: 3Al2O3+2SiO2=3Al2O3-2SiO2
Реакция термического разложения:
Многие порошки оксидов высокой чистоты могут быть получены путем нагревания сульфатов и нитратов соответствующих металлов и их термического разложения для получения порошков с превосходными свойствами. Например, сульфат алюминия-аммония может быть нагрет на воздухе для получения порошка оксида алюминия с превосходными свойствами.
Реакция восстановления оксида:
Карбид кремния и нитрид кремния являются очень важными передовыми инженерными керамическими материалами. Для приготовления исходных порошков этих двух керамических материалов в промышленности часто используется метод восстановления оксида.
Карбид кремния: SiO2+3C=SiC+2CO
Кремний: SiO2+2C=Si+2CO
Нитрид кремния: 3SiO2+6C +4N 2=2Si3N4+6CO
Приготовление керамического порошка жидкофазным методом
Ультратонкие порошки, полученные методом жидкой фазы, широко используются в производстве современных керамических материалов. Главным преимуществом метода жидкой фазы для приготовления керамических порошков является то, что он позволяет лучше контролировать химический состав порошка, получать хорошо смешанный многокомпонентный композитный порошок на более высоком (ионном) уровне и облегчать добавление следовых компонентов.
Приготовление керамического порошка газофазным методом
Сырье нагревается электрической дугой или плазмой до тех пор, пока не газифицируется, а затем быстро охлаждается в условиях большого градиента температур между источником нагрева и окружающей средой для конденсации в частицы порошка. Размер частиц может достигать 5~100 нм. Подходит для получения однофазных оксидов, сложных оксидов, карбидов и металлических порошков.
Заключение
Процесс приготовления керамических порошковых материалов продолжает развиваться благодаря постоянному технологическому прогрессу. От традиционных методов, основанных на опыте, до внедрения передовых технологий прогресс был устойчивым. Эти разработки не только улучшают качество порошка, но и расширяют сферу применения керамических материалов. Они привносят новую жизненную силу в устойчивое развитие керамической промышленности. Заглядывая вперед, по мере того, как материаловедение и технология обработки глубоко интегрируются, ожидается, что приготовление керамических порошков достигнет еще больших прорывов. Это приведет керамическую промышленность к еще более светлому будущему.
Эпический порошок
Эпический порошок, более 20 лет опыта работы в отрасли сверхтонких порошков. Активно продвигаем будущее развитие сверхтонких порошков, уделяя особое внимание процессам дробления, измельчения, классификации и модификации сверхтонких порошков. Свяжитесь с нами для бесплатной консультации и индивидуальных решений! Наша команда экспертов стремится предоставлять высококачественные продукты и услуги для максимизации ценности вашей обработки порошков. Epic Powder — ваш надежный эксперт по обработке порошков!