陶瓷漿料微射流均質(zhì)機(jī)是一種利用高壓微射流技術(shù)對(duì)陶瓷粉體與液體形成的漿料進(jìn)行超細(xì)分散、均質(zhì)和粒徑調(diào)控的設(shè)備。它在先進(jìn)陶瓷(如氧化鋁、氧化鋯、氮化硅、碳化硅等)的生產(chǎn)過程中,尤其在制備高性能陶瓷漿料(用于注射成型、流延成型、3D打印、噴涂等工藝)時(shí),起著至關(guān)重要的作用。
下面從??使用方法??和??主要作用??兩個(gè)方面詳細(xì)介紹陶瓷漿料微射流均質(zhì)機(jī)的應(yīng)用。
一、陶瓷漿料微射流均質(zhì)機(jī)的??使用方法??
1. ??前期準(zhǔn)備??
(1)漿料配制
將陶瓷粉體(如納米或微米粉體)與溶劑(水或有機(jī)溶劑,如乙醇、異丙醇等)以及分散劑、粘結(jié)劑、增塑劑等按一定比例混合。
初步攪拌或球磨,形成初步均勻的漿料,避免大顆粒團(tuán)聚體直接進(jìn)入均質(zhì)機(jī)造成堵塞或損傷。
(2)漿料過濾
為防止大顆?;螂s質(zhì)損壞均質(zhì)腔,建議在進(jìn)料前使用適當(dāng)目數(shù)(如1~10 μm)的濾網(wǎng)或過濾器對(duì)漿料進(jìn)行預(yù)過濾。
(3)設(shè)備檢查與設(shè)置
檢查均質(zhì)機(jī)各部件(尤其是高壓泵、均質(zhì)腔、進(jìn)料管路)是否清潔、完好;
根據(jù)陶瓷漿料的特性(粘度、固含量、顆粒大小)設(shè)置合適的工作壓力(通常為 ??500~2000 bar??,甚至更高);
選擇合適的均質(zhì)腔(如Y型或Z型,材質(zhì)常用 ??碳化鎢、藍(lán)寶石、或金剛石交互容腔??);
設(shè)置進(jìn)料溫度控制(如有冷卻系統(tǒng),避免漿料因高壓剪切生熱導(dǎo)致性能變化)。
2. ??均質(zhì)操作流程??
??啟動(dòng)設(shè)備??
開啟高壓泵,將陶瓷漿料通過進(jìn)料系統(tǒng)吸入均質(zhì)機(jī)。
??高壓微射流均質(zhì)??
漿料被加壓至數(shù)百至數(shù)千bar,通過一個(gè)極小孔徑的??交互容腔(interaction chamber)??,在高速剪切、空化效應(yīng)和強(qiáng)烈碰撞作用下實(shí)現(xiàn):
顆粒的解聚與分散;
粘結(jié)團(tuán)聚體的打開;
粒徑的均勻化與精細(xì)化。
??多次循環(huán)(可選)??
為達(dá)到更小的粒徑或更均勻的分散狀態(tài),漿料可??循環(huán)多次通過均質(zhì)腔??(如2~5次),每次均質(zhì)后可以取樣檢測(cè)粒徑分布。
??收集均質(zhì)后漿料??
均質(zhì)后的陶瓷漿料從出口收集,可用于后續(xù)工藝如噴霧干燥、注射成型、流延、3D打印等。
3. ??清洗與維護(hù)??
使用完畢后,及時(shí)用??溶劑(如去離子水、酒精)或清洗液??對(duì)管路、均質(zhì)腔進(jìn)行清洗,防止陶瓷漿料殘留固化堵塞;
定期檢查均質(zhì)腔磨損情況,必要時(shí)更換(特別是金剛石或硬質(zhì)合金材質(zhì)的均質(zhì)腔);
對(duì)設(shè)備進(jìn)行常規(guī)維護(hù),確保高壓系統(tǒng)、密封件、閥門等處于良好狀態(tài)。

二、陶瓷漿料微射流均質(zhì)機(jī)的??主要作用??
1. ??顆粒超細(xì)分散,降低粒徑??
陶瓷粉體(尤其是納米粉體)容易因表面能高而發(fā)生嚴(yán)重團(tuán)聚。
微射流均質(zhì)機(jī)通過??高壓剪切、高頻碰撞和空化效應(yīng)??,有效打散團(tuán)聚體,使?jié){料中的陶瓷顆粒達(dá)到??亞微米甚至納米級(jí)分散??,顯著降低漿料的??實(shí)際有效粒徑??,提高均勻性。
2. ??提高漿料穩(wěn)定性??
經(jīng)過微射流處理后,陶瓷顆粒在漿料中分布更加均勻,減少沉降與分層現(xiàn)象,從而提升漿料的??儲(chǔ)存穩(wěn)定性與流動(dòng)性??,有利于后續(xù)成型工藝的順利進(jìn)行。
3. ??改善陶瓷坯體/燒結(jié)體性能??
更均勻的顆粒分布 → 更均勻的微觀結(jié)構(gòu) → 提高陶瓷燒結(jié)后的??密度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性等性能??;
減少缺陷(如氣孔、裂紋)的產(chǎn)生,提高陶瓷制品的致密性與可靠性。
4. ??適配多種成型工藝??
??注射成型??:要求漿料具有優(yōu)異的流動(dòng)性與均勻性,微射流處理有助于實(shí)現(xiàn)低粘度、高固含量的穩(wěn)定漿料;
??流延成型??:需要極細(xì)且均勻分散的漿料,以保證薄膜均勻、無缺陷;
??3D打印/增材制造??:對(duì)漿料的粒徑、分散性、流變性能要求,微射流均質(zhì)是關(guān)鍵工藝之一;
??噴霧干燥、注漿成型??等工藝也能受益于漿料的高均勻性與低團(tuán)聚特性。
5. ??替代或優(yōu)化傳統(tǒng)分散方式??
相比于傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌、球磨、超聲分散等方法,??微射流均質(zhì)具有更高的分散效率、更可控的粒徑分布、更少的能量損耗與時(shí)間成本??,特別適用于高要求、高附加值的陶瓷材料制備。
三、陶瓷漿料微射流均質(zhì)機(jī)適用的典型陶瓷材料舉例
| | |
| | |
| | 實(shí)現(xiàn)納米級(jí)分散,提高燒結(jié)性能 |
| | |
| | |
| | 實(shí)現(xiàn)細(xì)胞友好型均勻漿料 |
四、小結(jié):使用微射流均質(zhì)機(jī)的優(yōu)勢(shì)
? 總結(jié)建議:
如果您正在從事??先進(jìn)陶瓷、納米陶瓷、功能陶瓷??的制備,尤其是關(guān)注??漿料質(zhì)量、顆粒分散性、產(chǎn)品一致性??,那么引入一臺(tái)??陶瓷漿料專用的微射流均質(zhì)機(jī)??是非常有價(jià)值的。
??推薦使用流程:??
??小試階段??:選擇實(shí)驗(yàn)室型微射流均質(zhì)機(jī),優(yōu)化漿料配方與工藝參數(shù)(壓力、循環(huán)次數(shù)等);
??中試驗(yàn)證??:確認(rèn)工藝可放大性,評(píng)估連續(xù)生產(chǎn)可行性;
??生產(chǎn)應(yīng)用??:選用生產(chǎn)型設(shè)備,集成到漿料制備生產(chǎn)線中。