Tecnología de producción de hidróxido de calcio de alta calidad.
El hidróxido de calcio, comúnmente conocido como cal hidratada, tiene una fórmula química de Ca(OH)2. Generalmente en forma de polvo, perderá agua y se convertirá en óxido de calcio (cal viva) a 580°C bajo presión normal. El hidróxido de calcio es ligeramente soluble en agua y su solubilidad disminuye a medida que aumenta la temperatura. La solución incolora y transparente que se obtiene al disolverla en agua se conoce comúnmente como agua clara de cal. Una suspensión lechosa compuesta de hidróxido de calcio y agua se llama lechada de cal.
Proceso de producción de hidróxido de calcio seco: la cal viva calificada se tritura mediante una trituradora de mandíbulas. Se envía al silo de cal mediante un elevador de cangilones y un transportador vibratorio tipo contenedor. La cal en el silo se agrega cuantitativamente al predigestor de cal hidratada mediante alimentación en forma de estrella, y inicialmente se digiere con fuerte agitación mediante la varilla agitadora y luego ingresa al digestor para completar el proceso de digestión. La cal digerida se introduce en el silo de cal apagada mediante el elevador de cal apagada y el transportador de tornillo de entrada, y luego la cal apagada refinada calificada se obtiene mediante el separador de aire en espiral que agrega cenizas. La cal apagada refinada se descarga en el silo de cal apagada terminada y luego se envasa según las necesidades del usuario. Durante la reacción de digestión seca, la estructura organizativa cambia, lo que hace que el Ca(OH)2 forme un polvo suelto, cuyo volumen aumenta de 1,5 a 2,0 veces el volumen original. El producto y las materias primas tienen mejor fluidez, por lo que el proceso de digestión seca se puede utilizar en agua. La reacción de alta tasa de conversión de la cal viva se puede lograr bajo la condición de una baja proporción de cenizas (relación en masa de agua a cal).
Aplicaciones de hidróxido de calcio
(1) Materiales retardantes de llama
El polvo de hidróxido de calcio se usa ampliamente como relleno en materiales poliméricos. Agregar hidróxido de calcio a materiales poliméricos puede mejorar la estabilidad térmica y las propiedades retardantes de llama de los materiales compuestos; El hidróxido de calcio es alcalino y puede reaccionar con el cloruro de hidrógeno (HCl) liberado cuando el PVC se descompone térmicamente, eliminando la degradación del PVC por el cloruro de hidrógeno. El efecto autocatalítico del proceso tiene un cierto efecto de estabilización térmica.
(2) Materiales poliméricos degradables
El hidróxido de calcio se puede utilizar como agente auxiliar para la absorción ambiental de plásticos. Tiene efectos de decloración, craqueo y degradación alcalina en la descomposición de los plásticos.
(3) Tratamiento de aguas residuales
El papel del hidróxido de calcio en las aguas residuales se puede resumir básicamente en cuatro aspectos: neutralizar los ácidos libres en las aguas residuales, neutralizar las sales ácidas en las aguas residuales, reaccionar con iones metálicos para producir precipitados insolubles en agua y ajustar el pH de las aguas residuales. valor.
(4) Desulfurador
En el proceso de desulfuración húmeda de hidróxido de calcio y yeso, los gases de combustión entran en contacto con el líquido de absorción de Ca(OH)2 en un área grande, de modo que el SO2 en los gases de combustión se disuelve en agua y reacciona con la suspensión de hidróxido de calcio para formar sulfito de calcio, que luego se inyecta. En condiciones de una gran cantidad de aire, el sulfito de calcio se oxida para generar CaS (V2H2O), logrando así el propósito de reducir el SO2 en los gases de combustión. En el proceso de desulfuración del calcio, los iones de calcio en realidad participan en la fijación del azufre. Como agentes desulfurantes se pueden utilizar carbonato de calcio, óxido de calcio e hidróxido de calcio.
(5) Atención médica y sanitaria
El hidróxido de calcio se utiliza para la desinfección en diversos lugares, como investigaciones científicas, laboratorios, medicinas, fábricas, etc. Tiene una larga historia de uso en medicina clínica.
(6) Procesamiento de alimentos
Agregar una cierta cantidad de hidróxido de calcio de calidad alimentaria a la leche en polvo no solo puede ajustar el valor del pH de la leche en polvo y promover la rápida disolución de la leche en polvo en agua, sino también complementar el calcio.
4 puntos claves para elegir modificadores de superficie en polvo
Hay muchos tipos de modificadores de superficies en polvo en el mercado con diversas funciones y, por supuesto, diferentes precios. ¿Cómo elegir el modificador más adecuado?
La práctica ha demostrado que al seleccionar variedades de modificadores de superficie, las principales consideraciones incluyen: las propiedades de las materias primas en polvo, el uso o campo de aplicación del producto, así como la tecnología, el precio y la protección del medio ambiente.
1. Propiedades de las materias primas en polvo.
Las propiedades de las materias primas en polvo son principalmente ácido, alcalinidad, estructura superficial y grupos funcionales, características de adsorción y reacción química, etc. Se deben seleccionar en la medida de lo posible modificadores de superficie que puedan reaccionar químicamente o adsorberse químicamente con la superficie de las partículas de polvo, porque adsorción física en Es fácil desorber bajo fuerte agitación o extrusión durante aplicaciones posteriores.
Por ejemplo, las superficies de minerales de silicato ácido como cuarzo, feldespato, mica y caolín pueden unirse con agentes acoplantes de silano para formar una adsorción química más fuerte; sin embargo, los agentes de acoplamiento de silano generalmente no pueden unirse con carbonatos alcalinos. Los minerales sufren reacciones químicas o adsorción química, mientras que los agentes de acoplamiento de titanatos y aluminatos pueden adsorberse químicamente con minerales alcalinos carbonatados bajo ciertas condiciones y hasta cierto punto.
2. Uso del producto
El propósito del producto es la consideración más importante al seleccionar un modificador de superficie. Los diferentes campos de aplicación tienen diferentes requisitos técnicos para el rendimiento de la aplicación de polvo, como la humectabilidad de la superficie, la dispersión, el valor del pH, el poder cubriente, la resistencia a la intemperie, el brillo, las propiedades antibacterianas, la protección UV, etc. Esto significa que la modificación de la superficie debe seleccionarse de acuerdo con el propósito. . Una de las razones de la variedad de agentes sexuales.
Por ejemplo, los polvos inorgánicos (cargas o pigmentos) utilizados en diversos plásticos, cauchos, adhesivos, revestimientos aceitosos o basados en disolventes requieren una buena lipofilia superficial, es decir, una buena afinidad o compatibilidad con el material base de polímero orgánico. , que requiere la selección de modificadores de superficie que puedan hacer que la superficie de los polvos inorgánicos sea hidrófoba y oleófila; para los pigmentos inorgánicos utilizados en piezas en bruto cerámicas, no sólo se requiere que tengan una buena dispersión en estado seco, sino que también requieren afinidad con las piezas en bruto inorgánicas. Buena compatibilidad y puede dispersarse uniformemente en el espacio en blanco; para modificadores de superficie de polvos inorgánicos (rellenos o pigmentos) utilizados en pinturas o revestimientos a base de agua, se requiere la estabilidad de dispersión y sedimentación del polvo modificado en la fase acuosa. Buena compatibilidad.
Para los modificadores de superficies inorgánicos, se seleccionan principalmente en función de los requisitos funcionales de los materiales en polvo en el campo de aplicación. Por ejemplo, para que el dióxido de titanio tenga buena resistencia a la intemperie y estabilidad química, se deben usar SiO2 y Al2O3 para el recubrimiento de la superficie (película); para que el pigmento moscovita tenga un buen efecto nacarado, es necesario usar TiO2 para el recubrimiento de la superficie. (película).
Al mismo tiempo, diferentes sistemas de aplicación tienen diferentes componentes. Al seleccionar un modificador de superficie, también debe considerar la compatibilidad y la compatibilidad con los componentes del sistema de aplicación para evitar la falla funcional de otros componentes del sistema debido al modificador de superficie.
3. Proceso de modificación
El proceso de modificación es también una de las consideraciones importantes al seleccionar modificadores de superficie, como la temperatura, la presión y los factores ambientales. Todos los modificadores orgánicos de la superficie se descompondrán a una determinada temperatura. Por ejemplo, el punto de ebullición de los agentes de acoplamiento de silano varía entre 100 y 310 °C según el tipo. Por lo tanto, es mejor seleccionar un modificador de superficie con una temperatura de descomposición o punto de ebullición mayor que la temperatura de procesamiento de la aplicación.
El proceso actual de modificación de superficies adopta principalmente el método seco y el método húmedo. No es necesario considerar la solubilidad en agua del proceso seco, pero se debe considerar la solubilidad en agua del modificador de superficie para el proceso húmedo, porque solo si es soluble en agua puede entrar en contacto y reaccionar completamente con las partículas de polvo en un ambiente húmedo.
Por lo tanto, para los modificadores de superficie que no son directamente solubles en agua y deben usarse en un ambiente húmedo, deben saponificarse, amonizarse o emulsionarse con anticipación para que puedan disolverse y dispersarse en soluciones acuosas.
4. Precio y factores ambientales
Finalmente, al seleccionar modificadores de superficie, también se deben considerar el precio y los factores ambientales. Con la premisa de cumplir con los requisitos de rendimiento de la aplicación u optimizar el rendimiento de la aplicación, intente elegir modificadores de superficie más baratos para reducir el costo de la modificación de la superficie. Al mismo tiempo, se debe prestar atención a la selección de modificadores de superficie que no contaminen el medio ambiente.
5 tipos principales de métodos de modificación de superficies para fibra de carbono
La fibra de carbono (CF), como nuevo tipo de material compuesto reforzado, se ha utilizado ampliamente en diversas industrias y ha atraído mucha atención. Sin embargo, la superficie de CF es relativamente lisa y no tiene grupos activos. La superficie de la fibra es químicamente inerte, por lo que la fibra tiene poca hidrofilicidad y mala adhesión a la matriz, y es fácil de caer. Por lo tanto, es necesario mejorar la interfaz entre CF y el refuerzo de la matriz.
Hasta ahora, los métodos comunes de modificación de superficies de fibra de carbono incluyen principalmente modificación de recubrimiento, modificación de injerto de superficie, modificación de oxidación, modificación de plasma y modificación de juntas, entre los cuales el tratamiento de oxidación y el tratamiento de injerto de superficie son los más populares. Métodos. Estos métodos de modificación mejoran la humectabilidad de la fibra, el enlace químico y el entrelazado mecánico con la matriz para formar una capa de transición, promueven la transmisión uniforme de tensiones y reducen la concentración de tensiones.
La superficie de la fibra de carbono es lisa, tiene pocos grupos activos y no se adhiere firmemente a la matriz. En aplicaciones normales, es necesario mejorar la tasa de adhesión. Un método consiste en hacer rugosa la superficie lisa de la fibra de carbono mediante efectos físicos, creando ranuras o pequeños agujeros para aumentar el área de contacto con el material de la matriz. Se pueden rellenar la fibra con polímeros o nanopartículas. En las ranuras de la superficie, la fibra y el polímero se pueden unir mecánicamente a través de la forma rugosa de la superficie de la fibra después del curado, lo que da como resultado un efecto de entrelazamiento mecánico obvio entre la fibra y la matriz, lo que es beneficioso para mejorar la resistencia de la interfaz.
1. Modificación del revestimiento
La modificación del recubrimiento de fibra de carbono puede abarcar una variedad de materiales, como sales metálicas, aleaciones metálicas, nanomateriales de carbono, etc., mediante pulverización, deposición física o química, polímeros, métodos sol-gel y procesos de recubrimiento. Después del recubrimiento, la superficie de los CF tiene diferentes propiedades.
2. Injerto de superficie
El injerto de superficie de fibra de carbono es un método de modificación de la FQ de abajo hacia arriba y ampliamente estudiado. En comparación con los métodos de recubrimiento y oxidación de superficies, el injerto de superficie puede proporcionar al polímero injertado una mejor adhesión a la superficie de CF. Mediante radiación o reacción química, la reacción de injerto se desencadena en la superficie de los CF y se introducen polímeros con grupos funcionales en la superficie de los CF, lo que mejora la resistencia de la interfaz del material compuesto.
3. Tratamiento de oxidación
El tratamiento de oxidación de fibra de carbono es un método de modificación simple que no solo aumenta la distribución y el tamaño de los poros en la superficie del CF, sino que también introduce diferentes concentraciones de grupos funcionales que contienen oxígeno, lo que tiene un impacto significativo en la adhesión de la interfaz del material y la eficiencia de inmovilización. ES DECIR). Influencia.
4. Tratamiento con plasma
El tratamiento con plasma es un método de tratamiento destacado y exitoso para una variedad de materiales, incluidos los materiales de carbono. Se utiliza plasma de energía suficientemente alta para golpear la superficie del CF, lo que hace que los enlaces químicos se rompan y se reorganicen en la superficie, mejorando así la estructura de la superficie y el rendimiento de la fibra de carbono para lograr una buena adhesión entre el CF y el material de la matriz. El tratamiento con plasma tiene las ventajas de una operación simple, alta eficiencia y protección ecológica y ambiental.
5. Modificación conjunta
Los métodos de modificación única mencionados anteriormente tienen más o menos defectos. Por ejemplo, el CF modificado con recubrimiento tiene una baja adhesión entre el recubrimiento y el CF, requiere el uso de solventes durante el proceso de fabricación, tiene una baja eficiencia de preparación y es difícil de producir de manera continua; la inversión en equipos de tratamiento con plasma es costosa; en oxidación química húmeda y electrólisis Alguna contaminación líquida es inevitable durante el tratamiento químico, y las condiciones de modificación deben controlarse con precisión en la oxidación en fase gaseosa para evitar que una oxidación excesiva destruya la estructura interna de CF y el uso de nanomateriales o polímeros injertados para modificar La superficie de las fibras de carbono es compleja.
Por lo tanto, al modificar la superficie de la fibra de carbono, la modificación conjunta utilizando múltiples métodos de modificación puede evitar las desventajas de usarlos solos y combinar las ventajas entre sí. Ésta es la dirección principal del tratamiento de modificación de la superficie de la fibra de carbono en el futuro.
¿Cuáles son las diferencias entre talco blanco, talco negro e hidrotalcita?
En la actualidad, los productos relacionados con el "talco" en el mercado incluyen principalmente talco blanco, talco negro, hidrotalcita, etc. Aunque todos se denominan talco, sus ingredientes, usos, precios, etc., son muy diferentes.
1. talco blanco
El talco es un mineral de silicato de magnesio hidratado, que se encuentra más comúnmente en blanco, que es el talco blanco. Mire a China en busca del talco del mundo. El talco blanco suministrado en el mercado internacional proviene principalmente de China. Las ventajas del talco chino no sólo se reflejan en las reservas y la producción, sino más importante aún, en la extraordinaria calidad del talco blanco, especialmente del talco blanco de alta pureza.
El talco blanco tiene un alto aislamiento eléctrico, aislamiento térmico, alto punto de fusión y una fuerte adsorción de aceite. Es ampliamente utilizado en la fabricación de papel, la industria química, la medicina, el caucho, la cerámica, la pintura, los cosméticos y otras industrias.
2. talco negro
El talco negro es un mineral arcilloso de silicato rico en magnesio de tipo 2:1 (T-O-T). Es suave, tiene una estructura escamosa y un tacto resbaladizo. No contiene agua entre las capas, es inodoro e insípido, tiene propiedades químicas estables, partículas pequeñas y una gran superficie específica. El talco negro es de color gris a negro porque contiene carbono orgánico. Su composición química, composición mineral y origen del depósito mineral son similares al talco blanco. Los principales componentes del mineral suelen estar compuestos de talco, cuarzo, carbono orgánico, etc.
En la actualidad, la mayor parte del talco negro se procesa en talco blanco mediante tecnología de blanqueamiento y luego se utiliza en la industria cerámica tradicional y en rellenos básicos. Las direcciones de investigación son principalmente el blanqueamiento de alta eficiencia y la tecnología de procesamiento ultrafino.
3. Hidrotalcita
La hidrotalcita se divide en hidrotalcita natural e hidrotalcita sintética. Dado que la hidrotalcita natural es difícil de extraer y su pureza no es alta, la oferta del mercado de hidrotalcita está dominada por la hidrotalcita sintética.
Las hidrotalcitas sintéticas (LDH) son una clase de compuestos aniónicos en capas con amplias perspectivas de aplicación, compuestos principalmente de hidrotalcita (HT), similares a la hidrotalcita (HTLC para abreviar) y sus productos químicos intercalados constituyen hidrotalcita pilar (LDH pilar).
La hidrotalcita sintética es un compuesto dihidroxi no tóxico con una estructura en capas especial. Tiene propiedades físicas y químicas como propiedades de carga, intercambiabilidad aniónica, propiedades de adsorción, propiedades catalíticas, etc. Tiene una amplia gama de aplicaciones en el campo de los materiales de resina polimérica. Se utiliza principalmente como estabilizador térmico para la producción de cloruro de polivinilo (PVC) y absorbente de halógenos para la producción de resina de poliolefina.
Las principales categorías de productos terminados de hidrotalcita sintética incluyen hidrotalcita sintética general, hidrotalcita sintética altamente transparente e hidrotalcita sintética retardante de llama.
6 tipos de métodos de modificación de la ganga del carbón
Para resolver el problema de la acumulación de ganga de carbón, encontrar formas de extraer el valor de utilización adicional de la ganga de carbón y "convertir los desechos en tesoros" al máximo, muchos investigadores han modificado la ganga de carbón para aumentar su actividad, convirtiéndola en un material. con varios materiales respetuosos con el medio ambiente de alto valor agregado, resuelve el problema de la contaminación de la ganga del carbón desde la raíz y logra el propósito de reciclar los recursos residuales y proteger el medio ambiente.
En la actualidad, los métodos de modificación de la ganga de carbón incluyen principalmente el tratamiento tradicional con ácido o álcali, el método mecanoquímico, el método de modificación orgánica de la superficie, el método de modificación por calcinación, el método de modificación hidrotermal y el método de modificación compuesta.
1. Método de modificación mecánica.
La molienda mecánica es un método físico común para modificar materiales. La molienda de ganga de carbón aumentará su superficie específica y, por lo tanto, mejorará la actividad de adsorción de partículas sólidas. También cambiará la estructura cristalina y el tamaño de las partículas cristalinas de la ganga de carbón, y las materias primas estarán en Cuando las partículas se refinan, se obtiene la microhomogeneización y la reactividad mejorará enormemente.
2. Método de modificación ácida o alcalina.
La modificación ácida consiste en disolver iones metálicos solubles en ácido como Al, Fe y Ca en la ganga de carbón mediante lixiviación ácida, mejorar la distribución del tamaño de los poros, el número de orificios y el área de superficie específica dentro de la ganga de carbón, y cambiar la estructura cristalina. y propiedades superficiales de la ganga de carbón; Además, la modificación ácida también puede aumentar los sitios activos de la ganga del carbón para fortalecer su rendimiento de adsorción.
3. Método de modificación orgánica de superficie.
La modificación de la superficie de la ganga de carbón se refiere al injerto de una capa de modificadores orgánicos en la superficie de la ganga de carbón mediante métodos químicos o físicos para cambiar la carga superficial, la hidrofilicidad, la dispersión y otras propiedades de la ganga de carbón, y realizar la modificación y activación para darle a la ganga de carbón su propiedades únicas. Las características de adsorción mejoran la capacidad de reparación y activación de la ganga de carbón y amplían el alcance de aplicación de la ganga de carbón.
4. Método de modificación de la calcinación.
La modificación por calcinación se refiere al proceso de transformación de caolinita de baja actividad superficial en ganga de carbón en metacaolinita altamente activa mediante tostación a alta temperatura. La porosidad y la estructura cristalina de la ganga de carbón se pueden cambiar mediante la calcinación. El grado de modificación de la calcinación de la ganga de carbón se ve afectado principalmente por la temperatura y el tiempo de calcinación. La diferencia entre estos dos factores principales provocará diferentes fases del caolín en la ganga del carbón. Los cambios darán lugar a diferencias de rendimiento en la ganga de carbón modificado calcinado.
5. Método de modificación hidrotermal
La ganga de carbón modificada hidrotermal se refiere a un cierto grado de modificación física o química de la ganga de carbón bajo una determinada temperatura y presión para obtener un material más completo. En particular, el método hidrotermal supercrítico tiene muchas propiedades únicas. No solo puede mejorar la reactividad de la ganga de carbón, sino que también puede cambiar la estructura interna de la ganga de carbón hasta cierto punto. Cuando se utiliza para preparar tamices moleculares de zeolita, puede obtener una alta limpieza y una forma cristalina completa. Nuevos materiales.
6. Método de modificación compuesta
La modificación compuesta generalmente se basa en la modificación térmica, utilizando modificación mecánica o modificación química para estimular la actividad de la ganga del carbón. La modificación compuesta puede integrar las ventajas de un método de modificación único hasta cierto punto, compensar sus defectos inherentes y producir efectos sinérgicos. El rendimiento integral de la ganga de carbón modificada compuesta es obviamente mejor que el de la ganga de carbón modificada mediante un solo proceso, y también puede satisfacer diversas necesidades. Necesidades industriales. Además, el proceso compuesto puede mejorar en gran medida la eficiencia de activación de la ganga de carbón, obtener materiales compuestos de ganga de carbón con mejor rendimiento y promover la utilización eficiente de los recursos minerales en la ganga de carbón, por lo que se utiliza ampliamente.
Molino agitador, molino de chorro, molino de arena, ¿cómo elegir?
Los equipos de molienda ultrafina utilizan fuerza mecánica para moler materiales al nivel de micras y clasificarlos. Debido a su buen rendimiento de procesamiento, se usa ampliamente en recubrimientos de alta gama, alimentos, medicinas, productos químicos, materiales de construcción, materiales medicinales, minería y otras industrias. Con el rápido desarrollo de la economía global, la industria de la pólvora de mi país está en auge, y los equipos de pólvora, especialmente los equipos de trituración ultrafina, desempeñan un papel clave en esto.
molino mezclador
Un molino agitador (molino agitador) se refiere a un tipo de equipo de molienda ultrafino que consta de un cilindro estacionario lleno de medios de molienda y un agitador giratorio. El cilindro del mezclador mezclador generalmente está fabricado con una camisa de enfriamiento. Al moler materiales, se puede pasar agua de refrigeración u otros medios refrigerantes a la camisa de enfriamiento para controlar el aumento de temperatura durante la molienda. La pared interior del cilindro de molienda se puede revestir con diferentes materiales según los diferentes requisitos de molienda, o se puede instalar un eje corto fijo (varilla) y darle diferentes formas para mejorar el efecto de molienda. El agitador es la parte más importante del molino mezclador, y existen tipos como el tipo eje-varilla, tipo disco, tipo disco perforado, tipo cilíndrico, tipo anillo, tipo espiral, etc. Entre ellos, los molinos agitadores de espiral y varilla son principalmente verticales, mientras que los molinos agitadores de discos se presentan en dos tipos: verticales y horizontales.
Molino de chorro
El tamaño de partícula del producto terminado del molino de flujo de aire está en el rango de 1~30 μm, y el tamaño de partícula de la alimentación de procesamiento se controla estrictamente por debajo de 1 mm en circunstancias normales. Puede ser ampliamente utilizado en materiales como tierras raras, diversos mármoles duros, caolín, talco y otros minerales no metálicos de dureza media. de procesamiento ultrafino.
Pulverizador de flujo de aire plano: El pulverizador de flujo de aire plano también se llama molino de flujo de aire de disco horizontal. Cuando el equipo está funcionando, se expulsa un flujo de aire a alta presión desde la boquilla a una velocidad ultra alta, y la boquilla Manchuri acelera el material y luego lo envía a la cámara de trituración para realizar un movimiento circular de alta velocidad, donde se tritura mediante impacto. , colisión y fricción. Bajo la acción de la fuerza centrífuga, las partículas gruesas se lanzan hacia la pared de la cámara de trituración para realizar una trituración circular, y las partículas finas se desbordan con el flujo de aire y se recogen. Las ventajas de este equipo son su estructura simple y su fácil operación.
Molino de chorro de aire de lecho fluidizado: comúnmente utilizado para trituración, fragmentación y conformación ultrafina de materiales en cerámica, materias primas químicas, materiales refractarios, materiales para baterías, productos farmacéuticos y otras industrias. Cuando el equipo está funcionando, se rocía aire a alta presión dentro de la cámara de trituración a alta velocidad a través de varias boquillas. Los materiales alimentados son acelerados por el flujo de aire a alta presión en la cámara de trituración. Se aplastan mediante colisión y fricción en la intersección de cada boquilla y luego ingresan a la cámara de clasificación con el flujo de aire para completar la clasificación. El material grueso regresa al área de trituración para continuar triturando, y el separador ciclónico recoge el exceso de productos calificados.
Pulverizador de flujo de aire de contra-chorro: El pulverizador de flujo de aire de contra-chorro también se llama molino de flujo de aire de colisión y molino de chorro inverso. Cuando el equipo está funcionando, dos materiales acelerados y un flujo de aire de alta velocidad se encuentran en un punto determinado de la línea recta horizontal y chocan para completar la trituración. Las partículas sólidas que ingresan a la cámara de clasificación con el flujo de aire quedan bajo la acción del rotor de clasificación, y las partículas gruesas permanecen en el borde exterior y son trituradas. Al regresar a la cámara de trituración para volver a triturarlas, las partículas finas que cumplen con los requisitos de tamaño de partícula continúan aumentando y, después de fluir, se convierten en productos a través de la separación gas-sólido.
Molino de arena
Un molino de arena es otra forma de molino agitador o de cuentas, llamado así porque originalmente usaba arena natural como medio de molienda. Los molinos de arena dependen principalmente de la rotación de alta velocidad entre los medios de molienda y los materiales para realizar el trabajo de molienda. Se pueden dividir en tipos abiertos y cerrados, y cada uno se puede dividir en tipos verticales y horizontales.
En términos generales, la diferencia entre un molino de arena horizontal y un molino de arena vertical es que el molino de arena horizontal tiene una mayor capacidad de arena, mayor eficiencia de molienda y es relativamente fácil de desmontar y limpiar. En términos de aplicación, los molinos de arena se utilizan ampliamente en recubrimientos, tintes, pinturas, tintas, medicamentos, nanorellenos, polvo magnético, ferrita, películas fotosensibles, pesticidas, fabricación de papel, cosméticos y otros campos para la molienda eficiente de nanopolvos.
No importa cómo se desarrolle la industria del polvo, la molienda por impacto ultrafino siempre ha sido uno de los principales medios para obtener polvo ultrafino.
Uso de pulvimetalurgia para preparar materiales compuestos de cobre y diamante de alta conductividad térmica
En campos como el embalaje electrónico y el aeroespacial, durante décadas se han desarrollado dispositivos de disipación de calor a base de metal. A medida que la densidad de potencia de los dispositivos sigue aumentando, se imponen mayores requisitos a la conductividad térmica de los materiales de embalaje electrónicos. Al combinar diamante con alta conductividad térmica (2 200 W/(m·K)) y bajo coeficiente de expansión térmica ((8,6±1)×10-7/K) con metales como cobre y aluminio, se puede integrar una alta conductividad térmica. , un material compuesto "metal + diamante" con un coeficiente de expansión térmica ajustable y altas propiedades mecánicas y de procesamiento, que cumple así con los estrictos requisitos de diferentes envases electrónicos, y se considera la cuarta generación de materiales de embalaje electrónicos.
Entre varios materiales metálicos, en comparación con otros metales como el aluminio, el cobre tiene una conductividad térmica más alta (385~400 W/ (m·K)) y un coeficiente de expansión térmica relativamente bajo (17×10-6/K). Simplemente agregando una cantidad menor de refuerzo de diamante, el coeficiente de expansión térmica puede igualar al de los semiconductores y es fácil obtener una mayor conductividad térmica. No solo puede cumplir con los estrictos requisitos de los envases electrónicos actuales, sino que también tiene buena resistencia al calor, resistencia a la corrosión y estabilidad química. Puede cumplir en mayor medida con los requisitos de condiciones de servicio extremas, como altas temperaturas y ambientes corrosivos, como proyectos de energía nuclear, ambientes ácido-base y atmosféricos secos, húmedos, fríos y calientes.
¿Cómo preparar?
Actualmente existen muchos métodos para preparar materiales compuestos de diamante/cobre, como pulvimetalurgia, deposición química, aleación mecánica, deposición por pulverización, fundición, etc. Entre ellos, la pulvimetalurgia se ha convertido en uno de los métodos de preparación más utilizados debido a su simpleza. proceso de preparación y excelente rendimiento de los materiales compuestos preparados. De esta manera, el polvo de Cu y las partículas de diamante se pueden mezclar uniformemente mediante molino de bolas, etc., y luego se puede utilizar la sinterización y el moldeo para preparar un material compuesto con una microestructura uniforme. Como paso más crítico en la pulvimetalurgia, el moldeo por sinterización está relacionado con la calidad final del producto terminado. Los procesos de sinterización comúnmente utilizados actualmente en la preparación de materiales compuestos de Cu/diamante incluyen: sinterización por prensa en caliente, sinterización a alta temperatura y alta presión, y sinterización por plasma de descarga.
Sinterización por prensa caliente
El método de sinterización por prensado en caliente es un método de formación por soldadura por difusión. Como método tradicional para preparar materiales compuestos, el proceso principal consiste en mezclar uniformemente el refuerzo y el polvo de cobre, colocarlos en un molde de una forma específica y colocarlos en la atmósfera, al vacío o en un ambiente protegido. En la atmósfera se aplica presión en dirección uniaxial mientras se calienta, de modo que la conformación y la sinterización se desarrollan simultáneamente. Dado que el polvo se sinteriza bajo presión, el polvo tiene buena fluidez y el material tiene una alta densidad, lo que puede descargar el gas residual en el polvo, formando así una interfaz estable y fuerte entre el diamante y el cobre. , mejorar la fuerza de unión y las propiedades termofísicas de los materiales compuestos.
Sinterización a temperatura ultraalta y alta presión
El método de presión ultraalta y alta temperatura tiene un mecanismo similar al método de sinterización por prensa en caliente, excepto que la presión aplicada es mayor, generalmente de 1 a 10 GPa. A través de una temperatura y presión más altas, el polvo mezclado se sinteriza rápidamente y se forma en poco tiempo.
Sinterización por plasma por chispa
La sinterización por plasma por chispa (SPS) aplica una corriente de pulso de alta energía al polvo y aplica una cierta presión para provocar una descarga entre las partículas para excitar el plasma. Las partículas de alta energía generadas por la descarga chocan con las superficies de contacto entre las partículas, lo que puede activar la superficie de las partículas. Logre una sinterización por densificación ultrarrápida.
La metalurgia de polvos se ha convertido en uno de los métodos de preparación más utilizados debido a su proceso de preparación simple y al excelente rendimiento de los materiales compuestos preparados.
Los 8 polvos cerámicos más populares actualmente
Las cerámicas avanzadas tienen excelentes propiedades mecánicas, acústicas, ópticas, térmicas, eléctricas, biológicas y de otro tipo, y se pueden ver en todas partes en campos de tecnología de punta, como el aeroespacial, la información electrónica, la biomedicina y la fabricación de equipos de alta gama. Existen muchos tipos de cerámicas, y las cerámicas con diferentes composiciones tienen sus propias características, como la resistencia a la oxidación de las cerámicas de alúmina, la alta resistencia y resistencia a la corrosión eléctrica de las cerámicas de nitruro de silicio, la alta tenacidad y biocompatibilidad de las cerámicas de circonio, etc.
Alúmina de alta pureza
La alúmina de alta pureza (4N y superior) tiene las ventajas de alta pureza, alta dureza, alta resistencia, resistencia a altas temperaturas, resistencia al desgaste, buen aislamiento, propiedades químicas estables, rendimiento moderado de contracción a altas temperaturas, etc., y tiene buenas propiedades de sinterización. así como la alúmina ordinaria, con incomparables propiedades ópticas, eléctricas, magnéticas, térmicas y mecánicas, el polvo es uno de los materiales de alta gama con mayor valor agregado y el más utilizado en la química moderna. Como categoría representativa de productos de alúmina de alto rendimiento, la alúmina de alta pureza se utiliza ampliamente en industrias de alta tecnología y vanguardia, como materiales fluorescentes, cerámicas transparentes, dispositivos electrónicos, nuevas energías, materiales catalíticos y materiales aeroespaciales.
boehmita
La boehmita contiene un agua cristalina con la fórmula química γ-Al2O3·H2O o γ-AlOOH, que es un tipo de hidrato de óxido de aluminio.
Nitruro de aluminio
Basado en el desarrollo actual de chips electrónicos cuyo rendimiento integral es cada vez mayor y cuyo tamaño total es cada vez más pequeño, la densidad del flujo de calor mostrada durante el proceso de trabajo de los chips electrónicos también ha aumentado significativamente. Por lo tanto, seleccionar materiales y procesos de embalaje adecuados y mejorar las capacidades de disipación de calor de los dispositivos se han convertido en obstáculos técnicos en el desarrollo de dispositivos eléctricos. Los propios materiales cerámicos tienen propiedades como alta conductividad térmica, buena resistencia al calor, alto aislamiento, alta resistencia y coincidencia térmica con materiales de chips, lo que los hace muy adecuados como sustratos de embalaje de dispositivos de energía.
Nitrido de silicona
Actualmente, el nitruro de silicio se utiliza principalmente como material cerámico, y las cerámicas de nitruro de silicio son un material clave indispensable en la tecnología industrial, especialmente en la tecnología de vanguardia.
alúmina esférica
Entre muchos materiales en polvo térmicamente conductores, la alúmina esférica se basa en su alta conductividad térmica, alto coeficiente de llenado, buena fluidez, tecnología madura, especificaciones ricas y precio relativamente razonable. Se ha convertido en la categoría de polvo conductor térmico más común en el campo de la conductividad térmica de alta gama. en la industria del polvo conductor térmico.
titanato de bario
El titanato de bario (BaTiO3) es una estructura de perovskita de tipo ABO3. Desde que se descubrieron las excelentes propiedades dieléctricas de la cerámica de titanato de bario en la primera mitad del siglo XX, se ha utilizado como material dieléctrico para condensadores. Actualmente es el material dieléctrico más utilizado. Uno de los polvos cerámicos electrónicos más comunes es también el material base para la fabricación de componentes electrónicos, por lo que se le llama la "columna vertebral de la industria cerámica electrónica".
Circonio nanocompuesto
La circona nanocompuesta es un tipo de circona que puede mantener la fase tetragonal o cúbica a temperatura ambiente después de añadir estabilizadores. Los estabilizadores son principalmente óxidos de tierras raras (Y2O3, CeO2, etc.) y óxidos de metales alcalinotérreos (CaO, MgO, etc.).
Carburo de silicio de alta pureza
Los materiales de carburo de silicio se pueden dividir principalmente en dos categorías: cerámicos y monocristalinos. Como material cerámico, sus requisitos de pureza no son muy estrictos en los campos de aplicación generales. Sin embargo, en algunos entornos especiales, como máquinas de fotolitografía y otros equipos semiconductores, cuando se utilizan como componentes de precisión, su pureza debe controlarse estrictamente para evitar afectar la calidad de las obleas de silicio.
Aplicaciones de diamantes con diferentes estructuras cristalinas.
Un diamante natural requiere que los átomos de carbono nazcan a una profundidad de 150 a 200 kilómetros bajo tierra y se sometan a cientos de millones de años de altas temperaturas y presiones. Para aparecer ante la gente, debe seguir siendo traído a la superficie de la tierra por movimientos geológicos a lo largo del tiempo. , se puede decir que es muy escaso. Entonces, al simular las condiciones de cristalización y el entorno de crecimiento de los diamantes naturales, las personas utilizaron métodos científicos para sintetizar diamantes artificiales que también tienen excelentes propiedades como súper dureza, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión, acortando el tiempo de síntesis de los diamantes a más de diez días o incluso unos días. Los diamantes sintéticos se dividen en monocristales y policristales. Cada uno de ellos tiene estructuras y características cristalinas únicas, lo que los hace diferentes en sus aplicaciones.
1. Diamante monocristalino
El diamante monocristalino es un cristal unido por enlaces covalentes con saturación y direccionalidad. Es el tipo más común de cristal de diamante. Las partículas dentro del cristal están dispuestas de forma regular y sincrónica en un espacio tridimensional, con pocos defectos. , sin restricciones en los límites de grano, por lo que tiene ventajas sobresalientes en conductividad térmica, dureza, transmitancia de luz y propiedades eléctricas.
Aplicaciones de conducción térmica
La conductividad térmica del diamante proviene básicamente de la propagación de las vibraciones de los átomos de carbono (es decir, los fonones). Los elementos impuros, las dislocaciones, las grietas y otros defectos cristalinos del diamante, los catalizadores metálicos residuales, la orientación de la red y otros factores chocarán con los fonones. Se dispersa, limitando así el camino libre medio de los fonones y reduciendo la conductividad térmica. El diamante monocristalino tiene una estructura reticular muy ordenada, lo que hace que casi no se vea afectado por la dispersión de los límites de grano. Por tanto, tiene una conductividad térmica de hasta 2200 W/(m·K).
Aplicaciones ópticas
El diamante monocristalino de alta calidad preparado mediante el método CVD puede ser completamente incoloro y transparente, casi sin impurezas. Su estructura cristalina altamente ordenada también evita que la luz sea interferida por irregularidades estructurales cuando se propaga en el cristal, lo que muestra un rendimiento óptico más excelente.
Aplicaciones de corte
La microdureza de las herramientas de diamante monocristalino es de hasta 10000HV, por lo que tiene buena resistencia al desgaste. Dado que el filo del diamante monocristal puede alcanzar rectitud y nitidez a nivel atómico, el filo perfecto se puede copiar directamente en la pieza de trabajo durante el corte para producir una superficie de espejo con un acabado extremadamente suave, lo que garantiza una precisión dimensional extremadamente alta. , y puede mantener la vida útil de la herramienta y un rendimiento estable bajo cortes de alta velocidad y cargas pesadas. Es adecuado para cortes ultrafinos y mecanizados de ultraprecisión.
Rectificado y pulido
El diamante monocristalino tiene una buena dispersión y una mayor tasa de utilización de las esquinas afiladas. Por lo tanto, cuando se prepara en un líquido de molienda, la concentración es mucho menor que la del diamante policristalino y su rentabilidad es relativamente alta.
2. Diamante policristalino
La estructura del diamante policristalino se compone de muchas partículas diminutas de tamaño nanométrico unidas a través de enlaces insaturados, lo que es muy similar al diamante negro natural (diamante policristalino natural con negro o gris oscuro como color principal).
campo semiconductor
Como materiales semiconductores, las direcciones de aplicación de los materiales policristalinos de diamante y monocristalinos son bastante diferentes. Las propiedades ópticas y eléctricas del diamante policristalino no son tan buenas como las del diamante monocristalino. La aplicación de películas de diamante policristalino de grado óptico y electrónico es relativamente exigente. La preparación requiere una tasa de deposición ideal y una densidad de defectos extremadamente baja o controlable.
Rectificado y pulido
Dado que no es necesario disponer los granos de diamante policristalinos, las microfracturas producidas cuando se someten a alta presión pueden limitarse a una pequeña gama de microcristales, sin grandes fracturas en el plano de escisión, y tienen buenas propiedades de autoafilado, por lo que se permiten. para ser molido durante la molienda. Y utilice una presión unitaria más alta al pulir.
Herramientas de corte
En comparación con los grandes monocristales de diamante, la estructura cristalina desordenada del diamante policristalino le confiere más resistencia al impacto y es menos probable que se agriete durante el corte.
Los problemas técnicos clave del polvo ultrafino: dispersión y aglomeración
La aglomeración de polvo ultrafino se refiere al fenómeno en el que las partículas de polvo originales se conectan entre sí durante los procesos de preparación, separación, procesamiento y almacenamiento, y múltiples partículas forman grupos de partículas más grandes. Actualmente se cree que existen tres razones principales para la aglomeración de polvos ultrafinos: fuerzas intermoleculares que provocan la aglomeración de polvos ultrafinos; fuerzas electrostáticas entre partículas que provocan aglomeración; y adhesión de partículas en el aire.
1. Las fuerzas intermoleculares provocan la aglomeración de polvo ultrafino.
Cuando el material mineral es ultrafino por debajo de cierto nivel, la distancia entre las partículas es extremadamente corta y la fuerza de Van der Waals entre las partículas es mucho mayor que la gravedad de las propias partículas. Por lo tanto, dichas partículas ultrafinas tienden a atraerse entre sí y aglomerarse. Los enlaces de hidrógeno, los puentes húmedos adsorbidos y otros enlaces químicos en la superficie de partículas ultrafinas también pueden conducir fácilmente a la adhesión y agregación entre partículas.
2. Las fuerzas electrostáticas entre partículas provocan aglomeración.
Durante el proceso ultrafino de materiales minerales, debido al impacto, la fricción y la reducción del tamaño de las partículas, se acumula una gran cantidad de cargas positivas o negativas en la superficie de nuevas partículas ultrafinas. Algunas de las protuberancias en la superficie de estas partículas están cargadas positivamente y otras tienen carga negativa. Estas partículas cargadas son extremadamente inestables. Para estabilizarse, se atraen entre sí y entran en contacto y se conectan entre sí en las esquinas afiladas, lo que provoca que las partículas se aglomeren. Este proceso es La fuerza principal es la fuerza electrostática.
3. Adhesión de partículas en el aire.
Cuando la humedad relativa del aire supera el 65%, el vapor de agua comienza a condensarse en la superficie de las partículas y entre las partículas, y el efecto de aglomeración aumenta considerablemente debido a la formación de puentes líquidos entre las partículas.
Dispersión de polvo ultrafino.
La dispersión de polvos ultrafinos se centra principalmente en el estado de dispersión de las partículas en el medio en fase gaseosa y el estado de dispersión en la fase líquida.
Método de dispersión en fase líquida: 1. Método de dispersión mecánica. (El método de dispersión mecánica es un método que utiliza energía mecánica, como la fuerza de corte externa o la fuerza de impacto, para dispersar completamente las nanopartículas en el medio. Los métodos de dispersión mecánica incluyen molienda, molino de bolas ordinario, molino de bolas vibratorio, molino coloidal, molino de aire, agitación mecánica. , etc.) 2. Método de dispersión química 3. Método ultrasónico
Método de dispersión en fase gaseosa: 1. Secar y dispersar 2. Dispersión mecánica (La dispersión mecánica se refiere al uso de fuerza mecánica para romper la aglomeración de partículas. Su condición necesaria es que la fuerza mecánica debe ser mayor que la fuerza de adhesión entre partículas. Generalmente la fuerza mecánica es causada por el fuerte movimiento turbulento del flujo de aire causado por el disco del impulsor giratorio de alta velocidad o el chorro y el impacto del flujo de aire de alta velocidad). 3. Dispersión electrostática
Existen muchos métodos de modificación para el polvo ultrafino, que también son muy diferentes de los métodos convencionales anteriores. Sin embargo, independientemente del método que se utilice, es necesario estudiar más a fondo el principio de modificación del polvo ultrafino y encontrar un nuevo método de modificación que sea adecuado para diversos requisitos de modificación y que pueda aplicarse a la producción real.