Ultra ince tozs, mikrondan nanometre ölçeğine kadar değişen parçacık boyutlarına sahip malzemeleri ifade eder. Konsensüse göre mineral işleme endüstrisi, ultra ince tozs, 100% içeren tozlar olarak tanımlanır parçacık boyutu 30 μm'den küçük. Nanomalzemeler, boyut etkileri, makroskobik kuantum tünelleme etkileri ve yüzey etkileri gibi geleneksel malzemelerin sahip olmadığı benzersiz özelliklere sahiptir. Bu özellikler onları yaygın olarak kullanılır hale getirir.
Ancak nanomalzemeler geniş bir özgül yüzey alanına ve yüksek aktiviteye sahip olduklarından oldukça kararsızdırlar. Topaklanmaya oldukça yatkındırlar, bu da orijinal özelliklerini kaybetmelerine ve değerlerinin düşmesine neden olur. Topaklanma sorunu, nanomalzemelerin gelişimini sınırlayan önemli bir teknolojik sorundur.
Ultra ince tozların agregasyonu, birincil toz parçacıklarının hazırlama, ayırma, taşıma veya depolama sırasında daha büyük parçacık kümeleri oluşturmak üzere birbirine bağlandığı olguyu ifade eder. Ultra ince tozların agregasyonunun nedenleri tozs esas olarak üç katlıdır:
- Moleküler etkileşimler arasında parçacıklar
- Parçacıklar arasındaki elektrostatik etkileşimler
- Havadaki parçacıkların yapışması
Toplanmaya Yol Açan Moleküler Etkileşimler:
Mineral malzemeler belirli bir boyuta öğütüldüğünde, parçacıklar arasındaki mesafe son derece küçülür ve parçacıklar arasındaki van der Waals kuvvetleri, parçacıkların kendi kütle çekim kuvvetlerinden çok daha büyük hale gelir. Bu nedenle, ultra ince parçacıklar birbirlerini çekme ve birleşme eğilimindedir. Hidrojen bağları, adsorbe edilmiş su köprüleri ve diğer kimyasal Ultra ince parçacıkların yüzeyindeki bağlar da parçacıkların yapışmasına ve kümeleşmesine yol açar.
Toplanmaya Yol Açan Elektrostatik Etkileşimler
Ultra inceltme işleminde, darbeler, sürtünme ve parçacık boyutunun küçülmesi nedeniyle, yeni oluşan ultra ince parçacıkların yüzeyinde büyük miktarda pozitif veya negatif yük birikir. Bu parçacıklar, yüzey çıkıntıları pozitif veya negatif yükler taşıdığı için oldukça kararsızdır. Kararlı bir duruma ulaşmak için bu parçacıklar birbirini çeker ve keskin köşeler birbirine temas ederek kümeleşmeye yol açar. Buradaki temel kuvvet elektrostatik kuvvettir.
Havadaki Parçacıkların Yapışması
Havanın bağıl nemi 65%'yi aştığında, su buharı yüzeyde ve parçacıklar arasında yoğunlaşmaya başlar. Parçacıklar arasında oluşan bu sıvı köprüleri, agregasyon etkisini büyük ölçüde artırır. Ayrıca, öğütme işlemi sırasında mineral malzemeler çok fazla mekanik veya termal enerji emer ve bu da yeni oluşan ultra ince parçacıkların yüzey enerjisinin çok yüksek olmasına neden olur. Parçacıklar kararsız bir durumdadır ve yüzey enerjisini azaltmak için agregasyon eğilimi göstererek stabilize olurlar.
Sıvı Fazda Dispersiyon Yöntemleri
Mekanik Dağılım
Mekanik dispersiyon, nanopartikülleri bir ortamda dağıtmak için harici kesme veya darbe kuvvetlerini kullanır. Yöntemler şunları içerir: bileme, bilyalı öğütme, titreşimli öğütme, kolloid değirmenler, hava jetli değirmenler ve mekanik karıştırma. Ancak, parçacıklar mekanik karıştırmanın oluşturduğu türbülanslı alanı terk ettiğinde, dış ortam normale döner ve parçacıklar tekrar birikebilir. Bu nedenle, mekanik karıştırma ve kimyasal dağıtıcıların bir arada kullanılması genellikle daha iyi dispersiyon etkileri sağlar.
Kimyasal Dispersiyon
Kimyasal dispersiyon, endüstriyel üretimde yaygın olarak kullanılmaktadır. ultra ince tozSüspansiyon halinde. İnorganik elektrolitler, yüzey aktif maddeler ve polimer dağıtıcılar eklenerek, tozların yüzey özellikleri değiştirilir ve dispersiyon elde etmek için sıvı ortamla ve parçacıklar arasındaki etkileşimleri değiştirilir. Dağıtıcılar arasında yüzey aktif maddeler, küçük moleküler inorganik elektrolitler, polimer dağıtıcılar ve bağlayıcı maddeler bulunur; polimer dağıtıcılar en yaygın kullanılanlardır.
Ultrasonik Yöntem
Ultrasonik dispersiyon, süspansiyonun doğrudan bir ultrasonik alana yerleştirilmesini ve parçacıkları dağıtmak için uygun frekans ve maruz kalma süresinin kontrol edilmesini içerir. Ultrason, nanopartiküllerin dağıtılmasında daha etkilidir. Ultrasonik kavitasyon, parçacıklar arasındaki nano etkileşimleri zayıflatan yerel yüksek sıcaklık, yüksek basınç, güçlü şok dalgaları ve mikrojetler oluşturarak agregasyonu etkili bir şekilde önler ve dispersiyonu sağlar. Ancak, artan termal ve mekanik enerji parçacık çarpışmalarını artırabileceğinden ve daha fazla agregasyona yol açabileceğinden, aşırı ısıtmadan kaçınılmalıdır.
Gaz Fazında Dağılım Yöntemleri
Kuru Dispersiyon
Nemli havada, toz parçacıkları arasındaki sıvı köprüleri, agregasyonun ana nedenidir. Katı malzemelerin kurutulması iki temel süreci içerir: suyu buharlaştırmak için ısı transferi ve buharlaşan suyun gaz fazına difüzyonu. Bu nedenle, sıvı köprülerinin oluşumunu önlemek veya mevcut olanları kırmak, parçacık dağılımını sağlamanın temel bir yöntemidir. Çoğu toz üretim süreci, ön işlem olarak ısıtma ve kurutmayı kullanır.
Mekanik Dağılım
Mekanik dispersiyon, parçacık kümelerini parçalamak için mekanik kuvvet kullanılmasını içerir. Gerekli koşul, mekanik kuvvetin (kesme ve basınç gerilimi) parçacıklar arasındaki yapışma kuvvetini aşmasıdır. Bu kuvvet genellikle yüksek hızlı dönen diskler, yüksek hızlı gaz akışı enjeksiyonu ve güçlü türbülans tarafından üretilir. Mekanik dispersiyon uygulaması kolaydır, ancak zorlanmış bir dispersiyon yöntemidir. Parçacıklar disperser içinde parçalanabilse de, parçacıklar arasındaki kuvvetler değişmeden kalır. Parçacıklar disperserden çıktıktan sonra tekrar yapışabilirler. Dahası, mekanik dispersiyon kırılgan parçacıkların ezilmesine yol açabilir ve mekanik ekipman aşındıkça etkinliği azalır.
Elektrostatik Dağılım
Homojen parçacıklar için, elektrostatik kuvvetler yüzeylerdeki özdeş yükler nedeniyle itme yaratır. Elektrostatik kuvvet, parçacık dağılımı için kullanılabilir. Buradaki zorluk, parçacıkların nasıl tamamen yükleneceğidir. Temaslı şarj, indüksiyon şarjı veya korona şarjı gibi yöntemler parçacıkları yüklemek için kullanılabilir. En etkili yöntem, parçacıkların iyonize bir bölgeden geçerek aynı yükü aldığı ve elektrostatik itmenin parçacıkları dağıtmasına olanak tanıdığı korona deşarjıdır.
Epik Toz
Epic Powder, ultra ince toz endüstrisinde 20+ yıllık iş deneyimi. Ultra ince tozun gelecekteki gelişimini aktif olarak teşvik edin, ultra ince tozun ezilmesi, öğütülmesi, sınıflandırılması ve modifikasyon sürecine odaklanın. Ücretsiz danışmanlık ve özelleştirilmiş çözümler için bizimle iletişime geçin! Uzman ekibimiz, toz işleme değerinizin en üst düzeye çıkarılması için yüksek kaliteli ürünler ve hizmetler sunmaya kendini adamıştır. Epic Powder—Güvenilir Toz İşleme Uzmanınız!