Керамические порошки являются фундаментальными “ячейками” в исследованиях и разработках, а также в производстве керамических материалов. Процесс получения керамического порошка напрямую влияет на характеристики и качество конечной керамической продукции. Передовые технологии позволяют синтезировать керамические порошки наноразмерного масштаба. Традиционные сырьевые материалы также обрабатываются 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.
Вальцовая дробилка
Валковые дробилки обладают высокой эффективностью дробления и большим коэффициентом (более 60). Они производят мелкие частицы, часто достигающие 44 мкм. Однако высокоскоростное измельчение твердых материалов вызывает сильный износ. Это приводит к попаданию большего количества железа в порошок. Это влияет на чистоту сырья, требуя последующего удаления железа. Из-за своей конструкции они имеют узкое распределение частиц по размерам. Они подходят только для материалов, требующих определенных диапазонов размеров.
Колесный каток
В производстве керамики шаровые мельницы широко используются для измельчения и смешивания материалов.
Измельчение сырья происходит между лопастями и валками. Измельчение осуществляется за счет скольжения и веса валков. Более тяжелые и крупные валы обеспечивают более сильное дробление. Каменные валы и лопасти помогают предотвратить загрязнение железом. Лопастные мельницы имеют большой коэффициент дробления, около 10. Обрабатываемые материалы имеют определенный диапазон размеров частиц. Более мелкие требования к размерам частиц снижают производительность. В лопастных мельницах также может использоваться мокрое измельчение.
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 стене, и эффект шлифовки пропадает.
Слишком медленно: шарики падают быстро, а сила сжатия мала.
Подходящая скорость: мячи падают с такой высоты, чтобы максимизировать силу удара.
Это обеспечивает максимальную эффективность измельчения. Критическая скорость зависит от диаметра барабана. Чем больше диаметр, тем ниже критическая скорость.
Воздушная струйная мельница
Воздушная струйная 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.
Получение керамического порошка методом твердофазного синтеза
Метод твердофазного синтеза использует различные реакции между твердыми веществами для получения порошков. К распространенным реакциям твердофазного синтеза при подготовке керамического порошкового сырья относятся химические реакции, реакции термического разложения и реакции восстановления оксидов. Однако эти реакции часто протекают одновременно в процессе производства. Порошок, полученный методом твердофазного синтеза, не может быть использован непосредственно в качестве сырья и требует дальнейшего измельчения.
Химическая реакция:
- Титанат бария: BaCO3+TiO 2=BaTiO 3+CO2
- Шпинель: Al₂O₃ + MgO = MgAl₂O₄
- Муллит: 3Al2O3+2SiO2=3Al2O3-2SiO2
Реакция термического разложения:
Многие высокочистые оксидные порошки можно получить путем нагревания сульфатов и нитратов соответствующих металлов и их термического разложения с целью получения порошков с превосходными свойствами. Например, сульфат алюминия-аммония можно нагревать на воздухе для получения порошка оксида алюминия с превосходными свойствами.
Реакция восстановления оксида:
Карбид кремния и нитрид кремния являются очень важными перспективными конструкционными керамическими материалами. Для получения порошков этих двух керамических материалов в промышленности часто используется метод восстановления оксидов.
Карбид кремния: SiO2 + 3C = SiC + 2CO
Кремний: SiO2 + 2C = Si + 2CO
Нитрид кремния: 3SiO2 + 6C + 4N2 = 2Si3N4 + 6CO
Получение керамического порошка методом жидкофазного синтеза
Ультрадисперсные порошки, полученные методом жидкофазного синтеза, широко используются в производстве современных керамических материалов. Главное преимущество метода жидкофазного синтеза керамических порошков заключается в возможности лучшего контроля химического состава порошка, получения хорошо перемешанного многокомпонентного композитного порошка с более высоким (ионным) уровнем, а также в облегчении добавления микроэлементов.
Получение керамического порошка газофазным методом
Исходные материалы нагреваются электрической дугой или плазмой до газификации, а затем быстро охлаждаются в условиях большого температурного градиента между источником нагрева и окружающей средой для конденсации в порошкообразные частицы. Размер частиц может достигать 5–100 нм. Подходит для получения однофазных оксидов, композитных оксидов, карбидов и металлических порошков.
Заключение
Процесс получения керамических порошковых материалов продолжает развиваться благодаря постоянному технологическому прогрессу. От традиционных методов, основанных на накопленном опыте, до внедрения передовых технологий – прогресс неуклонно растет. Эти разработки не только улучшают качество порошков, но и расширяют сферу применения керамических материалов. Они придают новый импульс устойчивому развитию керамической промышленности. В перспективе, по мере глубокой интеграции материаловедения и технологических процессов, ожидается дальнейший прорыв в области получения керамических порошков. Это откроет керамической промышленности еще более светлое будущее.
Эпический порошок
Эпическая пудра,Более 20 лет опыта работы в индустрии ультратонких порошков. Активно содействуем развитию ультратонких порошков, уделяя особое внимание процессам дробления, измельчения, классификации и модификации ультратонких порошков. Свяжитесь с нами для бесплатной консультации и индивидуальных решений! Наша команда экспертов стремится предоставлять высококачественные продукты и услуги для максимальной эффективности обработки ваших порошков. Epic Powder — ваш надежный эксперт по обработке порошков!
Ошибка: Контактная форма не найдена.