Proceso de producción y modificación de carbonato cálcico pesado

El carbonato de calcio pesado, también conocido como carbonato de calcio molido, o calcio pesado para abreviar, se obtiene procesando minerales de carbonato natural como materias primas. Tiene alta pureza química, alta inercia, buena estabilidad térmica, no se descompondrá por debajo de 400 ℃, alta blancura, baja absorción de aceite, bajo índice de refracción, suave, seco, libre de agua cristalina, baja dureza, bajo valor de abrasión, no tóxico , Insípido, inodoro, buena dispersión y otras ventajas.

Como relleno inorgánico funcional, el carbonato de calcio se utiliza principalmente en la fabricación de papel, plásticos, pinturas y revestimientos, caucho y otras industrias. Desde una perspectiva global, el carbonato de calcio para la fabricación de papel representa el 60% de la estructura de consumo.

Como relleno funcional, el carbonato cálcico pesado, su número de mallas, blancura y contenido de carbonato cálcico determinan sus áreas de aplicación. Malla 325, blancura del 95%, contenido de carbonato de calcio del 98% se puede utilizar para la fabricación de papel; Malla 325, blancura del 95%, contenido de carbonato de calcio del 98,5% se puede utilizar para mármol artificial; Malla 325, blancura del 90%, contenido de carbonato de calcio del 98% Puede utilizarse para la construcción; 400 mesh, 93% de blancura, 96% de contenido de carbonato de calcio se puede utilizar para caucho; Malla 400, blancura del 95%, contenido de carbonato de calcio del 99% se puede utilizar para plásticos; 400 mesh, blancura 95%, ácido carbónico 98,5% de contenido de calcio se puede utilizar para baldosas.

Con el desarrollo de equipos de trituración y clasificación, la producción y demanda de polvo de calcio pesado ultrafino ha aumentado significativamente. Entre ellos, también ha aumentado el uso de polvo de calcio pesado de malla 2500-6500 en la fabricación de papel de alta gama.

Producción de carbonato cálcico pesado

Las materias primas son minerales de carbonato como conchas, calcita, mármol, piedra caliza, creta y dolomita.

Los métodos comunes de procesamiento de calcio pesado incluyen métodos de combinación de procesos en seco, húmedo y seco-húmedo. El procesamiento en seco favorece la realización de una escala industrial y un cierto grado de refinamiento del producto; el procesamiento en húmedo favorece el logro de un mayor grado de refinamiento del producto y producción funcional; La combinación de procesos secos y húmedos conduce a compensar el proceso seco en productos de alta gama La insuficiencia.

Desde un punto de vista práctico, los productos con D97 = 2500 mesh o menos se producen generalmente por método seco; Los productos con malla D97 = 2500 ~ 6500 (o un contenido superior de 2μm) se suelen producir por método húmedo.

• Proceso seco

El equipo principal del proceso seco es el molino Raymond, molino de bolas, molino de chorro, molino de rodillos de anillo, molino de vibración, molino vertical y molino de impacto mecánico de alta velocidad.

En la actualidad, el procesamiento en seco de empresas a gran escala en el mundo utiliza principalmente equipos y tecnología de procesamiento de molinos verticales. Los beneficios a gran escala y de grano fino de la producción de polvo seco en molino vertical son los más obvios. Se ha convertido en una de las principales líneas de investigación en la tecnología de procesamiento refinado de polvo de calcio pesado en los últimos años.

• Proceso húmedo

El método húmedo se utiliza para procesar polvo de calcio pesado refinado y funcional, el número de malla es superior a 3000 y el equipo utiliza principalmente molinos de agitación. La adición de ayudas de pulverización en el molino de medios finos puede preparar polvo submicrónico o incluso nano ultrafino.

La molienda húmeda produce principalmente productos por encima de la malla 3000, y la molienda en seco produce principalmente productos por debajo de la malla 2500. La distribución del tamaño de partícula del calcio pesado producido por el método húmedo es estrecha, que es unimodal o bimodal; la distribución del tamaño de partícula del calcio pesado producido por el método seco es amplia y la distribución es bimodal o multimodal.

Las partículas de los productos de trituración en húmedo son generalmente esféricas o cuasi esféricas; Los productos secos son en su mayoría indeterminados y tienen bordes y esquinas evidentes.

• Combinación de proceso seco y húmedo

El proceso integrado seco-húmedo de molino vertical + clasificación secundaria + clasificación terciaria y molienda húmeda de múltiples etapas se puede usar para producir productos de malla 325 ~ 800 para satisfacer las necesidades básicas del mercado, y usar equipos de superdivisión para secundaria y terciaria La producción graduada de polvos finos de gama media y alta de 800 a 2500 mallas satisface las necesidades de los mercados de gama media y alta. El producto inferior adopta la molienda húmeda y otra molienda fina y desarrollo funcional, y produce un polvo funcional ultrafino de malla 2500 ~ 6500 para satisfacer la demanda del mercado de alta gama.

El proceso integrado seco-húmedo de molino vertical + clasificación secundaria + clasificación terciaria combinado con molienda húmeda de múltiples etapas no solo realiza la industrialización a gran escala de calcio pesado, productos refinados y funcionales, sino que también mejora la estructura del producto, que es el futuro. de ácido carbónico pesado Un proceso de demostración integrado para el desarrollo en profundidad de la transformación y mejora de la industria del calcio.

Modificación de carbonato cálcico pesado

Los minerales de carbonato cálcico pesado se disocian durante el proceso de trituración, y las partículas insaturadas Ca²⁺  y CO₃^2- quedarán expuestas. Las partículas insaturadas se hidratarán con el agua superficial, haciendo que la superficie de las partículas pesadas de carbonato de calcio sea hidrófila y oleófoba. Los puntos activos en la superficie del carbonato de calcio pesado se pueden usar para modificaciones físicas y químicas para cambiar sus propiedades hidrofílicas y oleofóbicas.

Los métodos de modificación incluyen: modificación física del recubrimiento, modificación de la deposición de la superficie, modificación química de la superficie (modificación del agente de acoplamiento, modificación del agente de acoplamiento compuesto, modificación del recubrimiento del polímero, modificación de la materia orgánica), modificación mecanoquímica Modificación de la superficie de alta energía (irradiación, plasma, ultrasónico).

Optimice el efecto de la modificación de la superficie, el tamaño del carbonato de calcio pesado modificado es de tamaño nanométrico, ecológico y respetuoso con el medio ambiente, y la conversión de la modificación del carbonato de calcio en un tipo especial, tipo funcional y tipo de alto valor agregado es la tendencia de desarrollo del calcio pesado modificacion superficial.

Fuente del artículo: China Powder Network

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Aplicación de polvo inorgánico en plásticos.

El plástico está en todas partes en la vida y el polvo está en todas partes en el plástico.

Los materiales en polvo para plásticos incluyen polvos inorgánicos y polvos que contienen carbono.

El polvo inorgánico se divide en residuos industriales y polvo no mineral. Los desechos industriales incluyen lodo rojo, lodo blanco, perlas de cenizas volantes (perlas de vidrio), etc .; Los polvos no minerales se dividen en calcio pesado, talco, caolín, wollastonita, polvo de mica, polvo de brucita, que se trituran y clasifican, polvo de barita, etc., calcio ligero (incluido el carbonato de nano-calcio), hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio, sulfato de bario precipitado, etc. formado por reacción química.

El polvo que contiene carbono se divide en carbono y polvo de óxido de carbono. El carbono incluye negro de humo, grafito, etc .; El polvo de óxido de carbono incluye polvo de madera, polvo de paja, polvo de cáscara de nuez, almidón, etc.

El papel del polvo inorgánico tradicional en los plásticos

• El efecto de modificación del carbonato de calcio en los plásticos.

Propiedades mecánicas: mejoran la rigidez y dureza de los productos plásticos, mejoran la resistencia a la tracción y a la flexión y aumentan significativamente el módulo de elasticidad; propiedades térmicas: el coeficiente de expansión y contracción térmica se reduce en todos los aspectos, y la deformación y curvatura del producto se reducen. La temperatura de deformación aumenta con el aumento del relleno y el rendimiento de la radiación: el relleno tiene una cierta capacidad de absorción de la radiación, lo que puede prevenir el envejecimiento de los productos plásticos.

• El efecto de modificación de la wollastonita en los plásticos.

Tiene buen aislamiento, resistencia al desgaste y alto índice de refracción; puede mejorar la resistencia al impacto, mejorar la fluidez y mejorar la resistencia a la tracción y la contracción del molde; puede reducir significativamente la absorción de agua del material.

• Efecto de modificación del polvo de talco sobre plásticos.

Puede mejorar la resistencia a la tracción, el rendimiento de impacto, la resistencia a la fluencia, la resistencia al calor, la resistencia al desgarro de los productos plásticos, mejorar la apariencia de la superficie del producto, reducir la contracción del producto, mejorar el efecto barrera, reducir la permeabilidad al aire y aumentar la rigidez del producto plástico y nitidez.

Además de los rellenos en polvo inorgánicos anteriores, el sulfato de acero puede mejorar la resistencia química, la resistencia al calor y la apariencia de los productos plásticos. El polvo de mica puede reducir la contracción, deformación, curvatura y gravedad específica del producto y mejorarlo. Las propiedades mecánicas del producto aumentan el brillo de la superficie y la resistencia a la intemperie del producto.

Comparación del rendimiento de la aplicación de diferentes polvos inorgánicos en plásticos

Comparación de rendimiento de diferentes materiales rellenos de nailon 66

Comparación de propiedades del polipropileno relleno con diferentes materiales

Varios factores que afectan la aplicación de polvo inorgánico en plásticos

• Modificación superficial y activación de polvo inorgánico.

La compatibilidad de las cargas inorgánicas en polvo con los polímeros es relativamente mala. Si se agregan directamente, los polvos inorgánicos no se pueden dispersar uniformemente en el polímero, y su modificación superficial y activación son muy importantes. Tasa de activación + solidez = efecto de modificación.

• Humedad y materia volátil en fracciones inorgánicas.

La humedad y la materia volátil formarán gas debido a la alta temperatura, la fricción y otros factores durante el procesamiento del plástico. Después de enfriar, causará grietas irregulares en los productos plásticos y también puede causar una aglomeración secundaria de polvo fino seco. En la producción y aplicación reales, cuando la humedad y la materia volátil están al 20,3%, afectará el procesamiento del plástico y la calidad del producto.

• Electricidad estática

El polvo inorgánico con estructura escamosa es fácil de frotar y genera electricidad estática en medio del procesamiento, lo que hace que las partículas pequeñas se aglomeren y afecte el efecto de dispersión del producto.

¿Cuáles son las nuevas aplicaciones de los polvos inorgánicos?

• Caolín

Mejorar la resistencia a la tracción y el módulo de plásticos de baja plasticidad con una temperatura de transición vítrea más baja; referirse a la rigidez y resistencia de los productos altos; aumente la resistencia del aislamiento eléctrico del plástico después de la combustión y se utilice para productos de aislamiento de alto voltaje.

• Harina de madera, harina de bambú, harina de paja

Fuentes ricas, precios bajos, bajas emisiones de carbono y respetuosas con el medio ambiente; La resistencia al calor es la condición previa principal de la botella que restringe la dosificación y el uso.

• Ceniza voladora

La gravedad específica es pequeña, la dureza es grande y la fluidez es buena; las cenizas volantes se procesan en un nuevo material con un cierto tamaño de partícula y tienen un rendimiento de adsorción, que puede adsorber eficazmente sustancias nocivas, olores y humedad.

• Silicato de calcio

Pequeña gravedad específica, fuerte adsorción de olores, excelentes propiedades físicas; Se utiliza principalmente en el procesamiento de residuos plásticos, placas, tuberías, etc.

• Cal eléctrica

La principal descarga de productos químicos son los residuos sólidos; se utiliza principalmente en materiales plásticos.

• Talco negro, calcita negra

Puede reemplazar parcialmente al negro de carbón.

Seis tendencias principales en el desarrollo de polvos inorgánicos

Producción y aplicación inofensivas, extensión industrial, miniaturización del procesamiento y aplicación, valor científico, diversificación de la aplicación y productos de alto rendimiento.

El polvo inorgánico es un nuevo material funcional modificado con abundantes recursos, bajo precio y excelente desempeño. Sin embargo, debemos esforzarnos por abandonar la idea tradicional de que el polvo inorgánico es un material de relleno de bajo valor. Deben realizarse avances tecnológicos importantes en los aspectos de baja emisión de carbono y otros aspectos. Los polvos inorgánicos deben desarrollarse en la dirección de la funcionalización, el enverdecimiento y la miniaturización, de modo que los materiales de relleno de bajo valor agregado se transformen completamente en materiales modificados funcionales de alta gama.

Fuente del artículo: China Powder Network

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Línea de producción de molienda de talco ultrafino

El talco es generalmente grumoso, foliar, fibroso o radial, y el color es blanco, blanquecino y tendrá varios colores debido a otras impurezas. El talco finalmente se aplica en forma de polvo. Por lo tanto, la molienda fina y la molienda ultrafina son técnicas de procesamiento necesarias para el talco. El polvo de talco superfino es uno de los productos en polvo ultrafino más utilizados en el mundo en la actualidad. Es ampliamente utilizado en la fabricación de papel, plásticos, caucho, pinturas, cosméticos, cerámica, etc.

En la actualidad, el procesamiento de polvo de talco ultrafino adopta principalmente el proceso seco. Aunque se ha estudiado la trituración en húmedo, rara vez se utiliza en la industria.

Proceso de molienda por chorro

Materia prima → alimentación → trituración (trituradora de martillos → elevador de cangilones → alimentador vibratorio) → secado (secador vertical) → trituración media (trituradora de martillos) → trituración fina (molino Raymond) → trituración superfina (los molinos de chorro utilizados en la industria incluyen molinos de chorro de disco , molinos de chorro contra chorro de lecho fluidizado, molinos de chorro de tubo circulante, etc.) → productos terminados

El talco tiene una dureza de Mohs de 1, que es naturalmente triturable y tiene buena molienda. Para la molienda fina de talco, generalmente se utilizan varios tipos de molinos Raymond, que producen principalmente productos de malla 200 y malla 325. Sin embargo, si se instala un equipo de clasificación fina, también se pueden producir productos con mallas de 500 a 1250.

El equipo de producción en seco incluye principalmente molinos de impacto mecánico de alta velocidad, molinos de chorro, auto-molinos centrífugos, molinos rotativos, molinos de vibración, molinos de agitación y molinos de torre. Además de los molinos de chorro, para cumplir con los requisitos de distribución del tamaño de partículas del usuario, otros equipos de clasificación generalmente deben estar equipados con equipos de clasificación fina. El equipo de clasificación fina comúnmente utilizado son varios clasificadores centrífugos de aire de tipo turbo.

Proceso de rectificado superfino de impacto mecánico de alta velocidad

Materia prima → trituración (trituradora de martillos, triturar a 8 mm es suficiente) → trituradora superfina de impacto mecánico → clasificador fino de tipo turbina (el producto de grano grueso después de la clasificación puede devolverse al molino o puede usarse como un producto separado) → Producto terminado

El proceso de trituración superfina de talco con molino rotatorio y auto-triturado centrífugo es generalmente similar al proceso de trituración superfina de impacto mecánico de alta velocidad.

Norma de aceptación para el polvo de talco que ingresa a la fábrica

El talco en polvo debe almacenarse en un almacén seco. Se puede usar para rellenos de papel y resinas, adsorbentes adhesivos, polvo de talco de malla 600 se usa para sistemas de papel de periódico, papel base para envasado de alimentos de alta gama (sin fluorescencia) y polvo de talco de malla 325 se usa para pulpa DIP. , Papel base para envasado de alimentos de baja calidad (sin fluorescencia).

Fuente del artículo: China Powder Network

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Molino de bolas y clasificación de la línea de producción de polvo de sílice.

Con el procesamiento ultrafino de minerales no metálicos, la tecnología de trituración y clasificación ultrafina se ha convertido en una de las tecnologías de procesamiento profundo más importantes, que es de gran importancia para el desarrollo de las industrias modernas de alta tecnología.

El micropolvo de silicio (SiO₂) es un material inorgánico no metálico extremadamente utilizado, con resistencia a la corrosión por ácidos y álcalis, resistencia a la abrasión; alto aislamiento, alta conductividad térmica, alta estabilidad térmica; coeficiente de expansión bajo, coeficiente dieléctrico bajo y conductividad térmica baja. Es ampliamente utilizado en los campos de productos químicos, electrónica, circuitos integrados (IC), aparatos eléctricos, plásticos, revestimientos, pinturas avanzadas, caucho y defensa nacional.

Según el nivel, se divide en polvo de silicio ordinario, polvo de silicio de grado eléctrico, polvo de silicio fundido, polvo de silicio ultrafino y polvo de silicio esférico; según el propósito, se divide en polvo de silicona para pintura y revestimiento, polvo de silicona para piso epoxi, polvo de silicona para caucho y sellador Polvo de silicona para pegamento, polvo de silicona de grado electrónico y eléctrico para envases de plástico y polvo de silicona para precisión cerámica; según el proceso de producción, se divide en polvo cristalino, polvo de cristobalita, polvo de fusión y varios polvos activos.

La preparación de polvo cristalino, polvo de cristobalita, polvo de fusión y varios polvos activos deben pasar por un proceso de trituración y clasificación. La molienda y clasificación del micropolvo de silicio generalmente adopta la clasificación y molienda de bolas en seco.

Línea de producción de clasificación de molinos de bolas

Todo tipo de materias primas en polvo de silicio trituradas, beneficiadas, calcinadas o fundidas → polipasto → silo → alimentador vibratorio electromagnético → molino de bolas → clasificador → colector ciclónico → colector de polvo de bolsa

• Características de la línea de producción de clasificación de molinos de bolas

Gran producción, operación simple del equipo, bajos costos de mantenimiento, selección flexible de medios de molienda y revestimientos, baja contaminación para procesamiento de materiales de alta pureza, operación general confiable del equipo y calidad estable del producto.

La aplicación de polvo de silicona puede hacer que el producto tenga un alto nivel de blancura, buen brillo y un índice de calidad estable.

• Salida de la línea de producción de clasificación del molino de bolas

En la producción real, para maximizar los beneficios, la coincidencia de salida del molino de bolas y el clasificador es muy importante. La cooperación adecuada puede dar rienda suelta a sus propias características, complementar las ventajas de los demás y ser muy eficientes. Una mala coordinación resultará en limitaciones funcionales, alto consumo de energía y baja eficiencia.

Los factores que influyen en la salida del molino de bolas incluyen la finura de la alimentación, el diámetro efectivo del cuerpo del molino después del revestimiento, la velocidad del molino de bolas, la selección y gradación de los medios del molino de bolas, la cantidad de llenado, el efectivo la longitud del cuerpo del molino y el tamaño de la cantidad de alimento.

Los factores que afectan la salida del clasificador incluyen la concentración de polvo, la velocidad del clasificador de la turbina, el volumen y la presión de aire, la eficiencia de clasificación, la distribución del tamaño de partículas y la finura del producto.

Por lo tanto, la salida de los dos equipos debe tener la siguiente relación: la salida del clasificador = la capacidad de procesamiento del clasificador-la cantidad de material grueso después de la clasificación; la salida del molino de bolas = la cantidad de materia prima que se alimenta + la cantidad de retorno de material grueso después de la clasificación; la capacidad de procesamiento del clasificador = La salida del molino de bolas.

Perspectiva del mercado del micropolvo de silicio

Con el desarrollo de la industria de alta tecnología, el uso de micropolvo de silicio es cada vez más amplio y la cantidad utilizada está aumentando. Para la enorme demanda del mercado de alta gama en el futuro, es necesario mejorar la calidad de las materias primas de silicio, mejorar el nivel técnico de producción de polvo de silicio, fortalecer las pruebas y el control del proceso de producción y romper las barreras técnicas lo antes posible. como sea posible, a fin de producir varias especificaciones que cumplan con los requisitos de calidad de varios campos de acuerdo con la demanda del mercado Polvo de silicio para satisfacer las necesidades de los mercados nacionales y extranjeros.

Fuente del artículo: China Powder Network

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Proceso y aplicación de la metalurgia de polvos

La pulvimetalurgia es una tecnología de proceso para preparar metal o utilizar polvo metálico (o una mezcla de polvo metálico y polvo no metálico) como materias primas, conformado y sinterizado, para producir materiales metálicos, materiales compuestos y diversos tipos de productos.

La industria de productos de pulvimetalurgia en un sentido amplio incluye herramientas de hierro y piedra, carburo cementado, materiales magnéticos y productos de pulvimetalurgia. La industria de productos de pulvimetalurgia en sentido estricto solo se refiere a productos de pulvimetalurgia, incluidas las piezas de pulvimetalurgia (la mayoría de ellas), cojinetes de aceite y productos de moldeo por inyección de metal.

Características del proceso de pulvimetalurgia

En comparación con otros procesos, la tasa de utilización de material de la pulvimetalurgia es la más alta, alcanzando el 95%, y el consumo de energía de las piezas es el más bajo.

La densidad de los productos es controlable, como materiales porosos, materiales de alta densidad, etc .; microestructura uniforme, sin segregación de componentes; conformado casi en forma, tasa de utilización de materia prima> 95%; menos y sin corte, solo 40-50% del procesamiento de corte; grupo de materiales El elemento es controlable, lo que favorece la preparación de materiales compuestos; la preparación de metales insolubles, materiales cerámicos y materiales nucleares.

El proceso básico de la pulvimetalurgia.

El proceso básico de la metalurgia de polvos es la fabricación de polvos → mezcla → formación → sinterización → trituración por vibración → procesamiento secundario → tratamiento térmico → tratamiento de superficie → inspección de calidad → producto terminado.

Molienda de harina

La molienda de harina es el proceso de convertir las materias primas en polvo. Los métodos de molienda comúnmente utilizados incluyen métodos mecánicos, físicos y químicos.

El método mecánico no cambia la composición química de la materia prima y prepara el polvo cortando / triturando el metal para dividir el material y crear una nueva interfaz. El método mecánico puede reducir o aumentar el tamaño de partícula del polvo, y el polvo de metal se endurecerá después de la molienda, pero la forma del polvo es irregular y la fluidez del polvo se vuelve pobre.

El método físico y químico consiste en hacer que el metal líquido se prepare en polvo mediante métodos físicos como el enfriamiento y la atomización; además, también se puede preparar reduciendo óxidos metálicos y sales con agentes reductores basados ​​en reacciones químicas como reducción y disociación. La tecnología de polvo de atomización puede reducir eficazmente la segregación de los componentes de la aleación, por lo que la composición del polvo de aleación obtenida es relativamente uniforme. Dado que el método de atomización de agua utiliza agua de mayor densidad como medio de atomización, la forma del polvo obtenido es generalmente irregular.

Las partículas sólidas con un tamaño superior a 0,001 mm y menos de 1 mm se denominan polvos. Generalmente, la forma de las partículas de polvo incluye formas esféricas, casi esféricas, poligonales, en escamas, dendríticas, irregulares, de esponja porosa y de mariposa.

Mezcla

Mezclar es el proceso de mezclar varios polvos requeridos en una cierta proporción y homogeneizarlos para hacer un polvo verde. Se divide en tres tipos: seco, semiseco y húmedo, mezclador de doble cono, mezclador tipo V, mezcladores de doble movimiento se utilizan para diferentes requisitos.

La mezcla del polvo no es uniforme, el proceso de formación es fácil de desestratificar y fracturar, el proceso de sinterización es fácil de reventar y deformar, y las propiedades mecánicas como la dureza y densidad del producto no cumplen con los requisitos.

Formando

La formación es el proceso de poner una mezcla uniformemente mezclada en un molde de compresión y presionarla en un parisón con una cierta forma, tamaño y densidad bajo una presión de 15-600 MPa. Hay dos métodos de conformado a presión y de conformado sin presión. Formación a presión El más utilizado es el moldeo por compresión.

Sinterización

La sinterización es un proceso clave en el proceso de pulvimetalurgia, y el compacto formado se sinteriza para obtener las propiedades físicas y mecánicas finales requeridas.

La sinterización se divide en sinterización unitaria y sinterización multicomponente. Además de la sinterización ordinaria, hay sinterización suelta, método de inmersión y método de prensado en caliente.

La sinterización es diferente de la fusión de metales, al menos un elemento está todavía en estado sólido durante la sinterización. Durante el proceso de sinterización, las partículas de polvo se someten a una serie de procesos físicos y químicos como difusión, recristalización, soldadura por fusión, composición y disolución, y se convierten en productos metalúrgicos con cierta porosidad.

Postprocesamiento

El tratamiento después de la sinterización puede adoptar varios métodos de acuerdo con los diferentes requisitos del producto. Como el acabado, la inmersión en aceite, el mecanizado, el tratamiento térmico y la galvanoplastia, el tratamiento con vapor, etc. Además, en los últimos años, algunos procesos nuevos como el laminado y la forja también se han aplicado al procesamiento de materiales pulvimetalúrgicos después de la sinterización, y han logró resultados ideales.

• Impregnación

Utilice el fenómeno capilar de la porosidad de las piezas sinterizadas para ser sumergidas en varios líquidos. Para fines de lubricación, se puede empapar en aceite lubricante; para mejorar la resistencia y la capacidad anticorrosión, se puede empapar en una solución de cobre; para la protección de la superficie, se puede empapar en resina o barniz.

• Tratamiento de vapor

Debido a la existencia de poros en los productos de pulvimetalurgia, esto trae dificultades para la protección de la superficie. El tratamiento de pavonado con vapor es muy importante para medidores, industria militar y productos de pulvimetalurgia con requisitos anticorrosión, y puede mejorar la resistencia al óxido y los espacios herméticos de las piezas de pulvimetalurgia.

• Presión superficial fría

Para mejorar la precisión dimensional de las piezas y reducir la rugosidad de la superficie, se puede utilizar el modelado; para aumentar la densidad de las piezas, se puede utilizar el prensado múltiple; para cambiar la forma de las piezas, se puede utilizar un prensado fino.

• Tratamiento térmico

Debido a la existencia de poros, para productos con porosidad superior al 10%, no se utilizará carburización líquida o calentamiento por baño de sal para evitar que la solución salina se sumerja en los poros y provoque corrosión interna; para productos con una porosidad inferior al 10%, se puede utilizar con acero general. Los mismos métodos de tratamiento térmico, como enfriamiento general, enfriamiento por carburación, enfriamiento por carbonitruración, etc .; El tratamiento térmico puede mejorar la resistencia y dureza de los productos a base de hierro.

Aplicación de la pulvimetalurgia

La gama de aplicaciones de los productos pulvimetalúrgicos es muy amplia, desde la fabricación de maquinaria en general hasta instrumentos de precisión, desde herramientas de hardware hasta maquinaria a gran escala, desde la industria electrónica hasta la fabricación de motores, desde la industria civil hasta la industria militar, desde la tecnología general hasta la alta tecnología de punta. tecnología. La figura de la artesanía metalúrgica.

Los materiales de pulvimetalurgia se pueden dividir en materiales porosos de pulvimetalurgia, piezas estructurales de pulvimetalurgia, materiales antifricción de pulvimetalurgia, herramientas de pulvimetalurgia y materiales de matriz, materiales de fricción de pulvimetalurgia, materiales electromagnéticos de pulvimetalurgia, materiales de pulvimetalurgia de alta temperatura, etc.

Aplicación típica: industria automotriz

Los asientos de válvulas, guías de válvulas, VCT y ruedas dentadas de pulvimetalurgia, etc., pueden tener alta resistencia, alta resistencia al desgaste y excelente resistencia al calor. Como asientos de válvulas de admisión y escape, engranajes.

Aplicación típica: industria aeroespacial

Los materiales funcionales especiales se utilizan principalmente para máquinas auxiliares, instrumentos y equipos de a bordo de aviones y motores. Los materiales estructurales de alta temperatura y alta resistencia se utilizan principalmente para partes estructurales importantes de motores de aviones. Como disco de polvo de turbina de alta presión para motor, par de frenos de aviación BY2-1587.

Aplicación típica: electrónica

Como botón de silencio, botón de encendido, botones de volumen más y menos, bandeja de tarjeta SIM, toma de cable de datos de 8 pines, pies N41 integrados, rotor de motor de vibración integrado.

La dirección de desarrollo de la pulvimetalurgia

La tecnología de la metalurgia de polvos se está desarrollando en la dirección de alta densificación, alto rendimiento, integración y bajo costo. Los detalles son los siguientes:

1.Las aleaciones representativas a base de hierro se convertirán en productos de precisión de gran volumen y piezas estructurales de alta calidad.
2. Fabricar una aleación de alto rendimiento con microestructura uniforme, difícil de procesar y completamente densa.
3. El proceso de densificación mejorada se utiliza para producir aleaciones especiales que generalmente contienen composiciones de fase mixta.
4. Fabricación de materiales no uniformes, aleaciones amorfas, microcristalinas o metaestables.
5. Procesamiento de piezas compuestas únicas y no generales de forma o composición.

Fuente del artículo: China Powder Network

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Clasificador para la industria del polvo

La clasificación se basa en el principio de que las partículas sólidas tienen diferentes velocidades de sedimentación en el medio debido a los diferentes tamaños de partículas, y el grupo de partículas se divide en dos o más niveles de tamaño de partículas. La clasificación es una parte indispensable del proceso de trituración, y la clasificación amplia incluye el tamizado.

Comparación de tamizado y clasificación.

Los medios fluidos comúnmente utilizados para la clasificación son el agua (denominada clasificación húmeda o clasificación hidráulica) y el aire (denominada clasificación seca o clasificación del viento). El sistema clasificador consta de clasificador de aire, separador ciclónico, colector de polvo, ventilador de tiro inducido, armario de control eléctrico, etc.

Diagrama de disposición del sistema de clasificador horizontal de múltiples rotores

Equipo de clasificación en seco

• Clasificador de aire por gravedad

La clasificación se lleva a cabo utilizando las diferentes velocidades de sedimentación y trayectoria de movimiento de las partículas en la gravedad y la resistencia del medio del aire. Su estructura es simple, la caída de presión es pequeña, la capacidad de procesamiento es grande, pero la precisión de clasificación es pobre.

Los clasificadores de aire por gravedad incluyen clasificadores por gravedad del tipo de flujo vertical, clasificadores por gravedad del tipo de flujo horizontal y clasificadores por gravedad del tipo de flujo especial.

• Clasificador de aire inercial

La inercia es una propiedad inherente de la materia y está determinada por la masa. Durante el movimiento, cuando las partículas son sometidas a una fuerza que cambia la dirección de su movimiento, diferentes inercias formarán diferentes trayectorias para lograr la clasificación. Su estructura es simple, no hay partes móviles en el interior y la precisión de clasificación es alta, pero la salida es baja.

Los clasificadores de aire inerciales incluyen clasificadores inerciales tipo chorro, clasificadores inerciales tipo chorro y otros tipos de clasificadores inerciales.

• Clasificador de aire de fuerza centrífuga

La clasificación se logra bajo la acción combinada de resistencia del aire, gravedad y fuerza centrífuga, con alta precisión de clasificación y gran capacidad de procesamiento.

Los clasificadores centrífugos incluyen clasificadores centrífugos de tipo vórtice libre, clasificadores centrífugos de tipo vórtice cuasi-libres, clasificadores centrífugos de tipo vórtice forzado, clasificadores centrífugos de tipo vórtice forzado incluyen clasificadores centrífugos de vórtice forzado con aspas de ventilador tradicionales, clasificadores centrífugos de vórtice forzado de tipo rotor de jaula Clasificadores, clasificadores centrífugos de vórtice forzado de tipo rotor de jaula clasificadores centrífugos de vórtice, otros tipos de clasificadores centrífugos de vórtice forzado.

• Clasificador combinado

Es un diseño de combinación de los modelos anteriores, que a menudo puede integrar múltiples ventajas. Es el método principal para configurar el clasificador antes de que se logre un nuevo avance en la teoría de la clasificación.

Equipo de clasificación húmeda

Equipos que utilizan la gravedad o fuerza centrífuga para clasificar materiales de acuerdo con la ley de sedimentación de partículas en el fluido, tales como clasificadores en espiral, hidrociclones, clasificadores de cono y clasificadores de canal, etc .; controlar el tamaño de los orificios de la pantalla y clasificar los materiales de acuerdo con el tamaño de partícula El equipo, como la pantalla vibratoria, la pantalla curva y la pantalla fina, etc.

El papel de la clasificación

Los productos de molienda calificados se pueden separar a tiempo para evitar un molido excesivo y, al mismo tiempo, la arena gruesa no calificada se puede separar y volver a molienda. Esto puede garantizar el efecto de clasificación y mejorar eficazmente la eficiencia de la molienda.

Aplicación de clasificador

Todo tipo de polvos se clasifican muy finamente, eliminan las impurezas y se deshacen; clasificación de partículas gruesas arrastradas por polvo ultrafino y nanopolvo; clasificación de materiales con fuerte viscosidad, aglomeración, difícil de dispersar y poca fluidez; cuarzo, cerámica, materiales refractarios, circonio Clasificación de materiales superduros como arena británica y carburo de silicio.

La función del equipo de clasificación fina es garantizar que la distribución del tamaño de partículas del producto satisfaga las necesidades de la aplicación y mejorar la eficiencia de la operación de molienda ultrafina.

Según el medio de clasificación, los clasificadores finos se pueden dividir en clasificadores secos con aire como medio (principalmente clasificadores de flujo de aire de rotor (turbina)) y clasificadores húmedos con agua como medio (hidrociclones ultrafinos, centrífuga de tornillo de tipo horizontal, centrífuga de sedimentación, etc. ).

La tendencia de desarrollo de los equipos de clasificación fina es el tamaño de partículas finas, alta precisión, alta eficiencia, gran capacidad de procesamiento, bajo consumo de energía por unidad de producto y bajo desgaste.

Fuente del artículo: China Powder Network

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Molino de chorro para línea de producción de dióxido de titanio

El nombre científico del dióxido de titanio es dióxido de titanio, la fórmula molecular es TiO₂ y la forma cristalina es anatasa, rutilo y brookita. El tipo de placa de titanio es un tipo de cristal inestable y no tiene valor práctico en la industria. El tipo anatasa es estable bajo mezcla normal, pero se transformará en tipo rutilo a alta temperatura; El tipo rutilo es la forma cristalina extremadamente estable de dióxido de titanio con estructura compacta.

En la actualidad, los molinos de chorro se utilizan en el país y en el extranjero para completar la pulverización del producto final de dióxido de titanio.

¿Por qué elegir molino de chorro?

El molino de chorro puede pulverizar materiales sólidos a un nivel submicrónico, y la distribución del tamaño de partícula es muy estrecha, la contaminación es pequeña y el proceso de pulverización no genera estrellas calientes, y se pueden llevar a cabo reacciones químicas simples en el molino de chorro. En comparación, el molino Raymond no es adecuado para triturar dióxido de titanio.

Conoce el molino de chorro

El molino de chorro, también conocido como molino de energía fluida, es un dispositivo que utiliza la energía del flujo de aire de alta velocidad o del vapor sobrecalentado para hacer que las partículas impacten, colisionen y se froten entre sí para lograr una pulverización o desagregación ultrafina.

El aire comprimido / vapor sobrecalentado ingresa a la boquilla Laval, el aire / vapor se acelera en un flujo de aire supersónico y el chorro de alta velocidad mueve el material a alta velocidad, lo que hace que las partículas choquen, se froten entre sí y se trituren. El material triturado llega a la zona de clasificación con el flujo de aire. Los materiales con la finura requerida son recolectados por la trampa, y los materiales que no cumplen con los requisitos son devueltos a la cámara de trituración para continuar triturando.

Los estudios han demostrado que más del 80% de las partículas son trituradas por el control de impacto entre las partículas, y menos del 20% de las partículas son trituradas por el control de impacto y la fricción entre las partículas y la pared de la cámara de trituración.

Características: El producto tiene un tamaño de partícula fino, una distribución de tamaño de partícula estrecha y una buena dispersión de la forma de las partículas; pulverización a baja temperatura sin medio, no se genera calor durante el proceso de pulverización; el sistema está cerrado con menos polvo, bajo nivel de ruido, proceso de producción limpio y respetuoso con el medio ambiente; Adecuado para sensibilidad al calor, azúcar de bajo punto de fusión y trituración de materiales volátiles.

¿Qué molino de chorro elegir?

Hay cinco tipos de molinos de chorro: molinos de chorro de contra-chorro (colisión), molinos de chorro de tubo circulante, molinos de chorro de lecho fluidizado, molinos de chorro de destino y molinos de chorro plano.

En el proceso de producción de dióxido de titanio, se utiliza un molino de chorro de tipo plano (también conocido como tipo de disco horizontal) para la pulverización. En comparación con otros tipos de molinos de chorro, tiene las siguientes ventajas: el molino de chorro de tipo plano (también conocido como tipo de disco horizontal) tiene una función de autoevaluación y se pueden agregar aditivos orgánicos mientras se pulveriza, lo que puede modificar orgánicamente la superficie. del dióxido de titanio. Es beneficioso aumentar la dispersabilidad del dióxido de titanio en diferentes sistemas de aplicación.

¿Qué medio de molienda elegir?

Utilice vapor sobrecalentado como medio de trabajo de molienda. El vapor está disponible fácilmente y es barato, y la presión del medio de trabajo de vapor es mucho más alta que la del aire comprimido y también es fácil de aumentar, por lo que la energía de flujo del vapor es mayor que la del aire comprimido. El vapor sobrecalentado tiene mayor limpieza que el aire comprimido, baja viscosidad y no tiene electricidad estática. Al mismo tiempo de la molienda, puede eliminar la electricidad estática generada por la colisión y la fricción de los materiales y reducir el fenómeno de cohesión secundaria de los materiales en polvo. La trituración en condiciones de alta temperatura puede mejorar la dispersabilidad de la aplicación del dióxido de titanio y aumentar la fluidez del dióxido de titanio. Bajo consumo de energía, solo 1 / 3-2 / 3 de aire comprimido.

Como equipo importante para la molienda ultrafina, el molino de chorro juega un papel importante insustituible en la producción de dióxido de titanio. El desarrollo de la molienda por chorro puede satisfacer básicamente las necesidades de la producción de dióxido de titanio, pero la vida útil y la trituración del molino de chorro El efecto aún debe mejorarse, y la configuración y el control automático del sistema de molienda por chorro aún deben mejorarse. , y la molienda por chorro de alta eficiencia con gran capacidad aún debe desarrollarse. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología y la aplicación de nuevos materiales, los molinos de chorro también desempeñarán un papel más activo en la promoción del desarrollo de la industria del dióxido de titanio.

Fuente del artículo: China Powder Network

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Acerca de la tecnología de modificación de la superficie del polvo

La modificación de la superficie del polvo se refiere al uso de métodos físicos, químicos, mecánicos y de otro tipo para tratar la superficie o interfaz de los materiales en polvo, y cambiar intencionalmente las propiedades químicas de la superficie de los materiales en polvo para cumplir con el desarrollo de nuevos materiales modernos, nuevos procesos y nuevas tecnologías. necesitar. Es una nueva tecnología que integra procesamiento de polvo, procesamiento de material, propiedades de material, productos químicos y maquinaria.

El propósito de la modificación de la superficie del polvo.

Mejorar la dispersión, estabilidad y compatibilidad de las partículas de polvo; mejorar la estabilidad química de las partículas de polvo, como la resistencia a los fármacos, la resistencia a la luz, la resistencia a la intemperie, etc .; cambiar las propiedades físicas del polvo, como efectos ópticos, resistencia mecánica, etc. Con el propósito de protección del medio ambiente y producción segura.

Método para la modificación de la superficie del polvo.

• Recubrimiento físico

El proceso de modificación de la superficie del polvo mediante el uso de modificadores de superficie como polímeros o resinas para tratar físicamente la superficie del polvo.

• Recubrimiento químico

Un método para modificar la superficie de partículas por adsorción o reacción química.

• Recubrimiento de precipitación

Usar la reacción de precipitación para formar una o más capas de "revestimiento" en la superficie de las partículas para lograr un método para mejorar las propiedades superficiales del polvo.

• Modificación mecanoquímica

Usando pulverización ultrafina y otra acción mecánica fuerte para activar la superficie del polvo.

• Modificación de alta energía

Uso de métodos de irradiación ultravioleta, infrarroja, de descarga de corona y de plasma para el tratamiento de superficies.

• Otros métodos de modificación de superficies

modificación de injertos, tratamiento ácido-base, precipitación meteorológica química (CVD), precipitación física (PVD).

Proceso de modificación de la superficie del polvo.

• Proceso seco

El proceso es simple y es adecuado para varios modificadores de superficie orgánicos, especialmente varios modificadores de superficie no solubles en agua.

• Proceso húmedo

El modificador de superficie está bien disperso y la superficie está recubierta de manera uniforme. Es adecuado para varios modificadores de superficie orgánicos hidrosolubles o hidrolizables, modificadores de superficie inorgánicos, etc.

• Combinando trituración y modificación de superficies en un solo proceso

El proceso es simple y la eficiencia de trituración se mejora hasta cierto punto, pero la temperatura no es fácil de controlar, la tasa de recubrimiento no es alta y el modificador de superficie puede dañarse.

• Combine el secado y la modificación de la superficie en un solo proceso

El proceso se puede simplificar, pero la temperatura de secado es generalmente superior a 200 ℃, y es difícil asegurar un recubrimiento uniforme y firme.

El equipo de modificación de la superficie del polvo de ALPA incluye: molino turbo, molino de rotor de la serie ULM-C, molino de tres rodillos, molino de pasadores, licuadora de alta velocidad.

Principales factores que afectan el efecto de modificación de la superficie del polvo.

• La naturaleza de la materia prima en polvo.

Área de superficie específica, tamaño de partícula, distribución del tamaño de partícula, energía de superficie específica, propiedades físicas y químicas de la superficie, aglomeración.

• Proceso de modificación de superficie

Los factores de consideración son las características del modificador de superficie, tales como solubilidad en agua, hidrólisis, punto de ebullición o temperatura de descomposición, etc .; el método de modificación de la superficie del proceso de la operación de trituración o preparación de polvo en la etapa frontal.

• Formulación de modificadores de superficie

variedad, dosis y uso

• Equipo de modificación de superficies

El rendimiento del equipo de modificación de superficies depende de las características del proceso seleccionado, no de la velocidad o complejidad de la estructura.

Aplicación de la tecnología de modificación de la superficie del polvo.

Materiales compuestos orgánicos / inorgánicos (plásticos, caucho, etc.), pinturas, recubrimientos, materiales compuestos orgánicos / inorgánicos, materiales de adsorción y catalíticos, protección de la salud y el medio ambiente, antiaglomeración en la preparación de ultrafinos y nanopolvos.

Dirección de investigación de la tecnología de modificación de la superficie del polvo.

• Proceso y equipo de modificación de superficies

Fortalecer la investigación del proceso de modificación de la superficie, mejorar la tecnología y actualizar el equipo para realizar la adsorción monocapa del modificador de superficie en la superficie de la partícula, reducir la cantidad de modificador, estabilizar la calidad del producto y facilitar la operación.

• Modificador de superficie

Por un lado, adopta tecnología avanzada para reducir los costos de producción, especialmente el costo de varios agentes de acoplamiento; por otro lado, desarrolla nuevos modificadores de superficie con buen desempeño de aplicación, bajo costo y propiedades especiales o funciones especiales.

• Modificación de la superficie del polvo "tecnología blanda"

Primero, seleccione los materiales en polvo y "diseñe" la superficie del polvo de acuerdo con los requisitos de rendimiento del material objetivo; en segundo lugar, utilice métodos de cálculo avanzados, técnicas de cálculo y tecnologías inteligentes para ayudar en el diseño de procesos de modificación de la superficie del polvo y formulaciones de modificadores. , Para lograr el mejor rendimiento y efecto de aplicación.

Fuente del artículo: China Powder Network

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Aplicación de cargas minerales no metálicas en revestimientos

El revestimiento es una sustancia fluida (líquido viscoso) o en polvo. Puede secarse y solidificarse para formar una película dura en la superficie del objeto. Tiene buena adherencia y puede cubrir uniformemente la superficie del objeto. Independientemente de si contiene pigmentos, comúnmente se conoce como pintura.

Las principales sustancias formadoras de película de los revestimientos incluyen aceite, resina y materiales cementantes inorgánicos, y las sustancias secundarias formadoras de película incluyen pigmentos colorantes, pigmentos extendedores y pigmentos especiales, todos los cuales son componentes de curado. Las sustancias auxiliares formadoras de película de los revestimientos incluyen aditivos y disolventes, que son componentes volátiles.

Los pigmentos extensores, también conocidos como rellenos, se derivan de minerales naturales y subproductos industriales y son económicos. Inicialmente se usaron en recubrimientos para reducir costos. No tiene poder colorante ni poder cubriente en la película de recubrimiento. Con el desarrollo de la tecnología, se descubre que se puede utilizar junto con pigmentos colorantes para aumentar el espesor de la película de revestimiento y mejorar el rendimiento del revestimiento. Por tanto, los pigmentos extendedores no son pigmentos.

Los pigmentos incluyen verde piedra, cinabrio, pigmentos minerales, verde de ftalocianina, azul de ftalocianina, etc., y los pigmentos extendedores incluyen carbonato de calcio, talco, caolín, bentonita y dique de ácido sulfúrico.

Los requisitos básicos de los recubrimientos para cargas.

Alta blancura; textura suave, buena dispersión; baja absorción de aceite; puede hacer que el revestimiento tenga una buena nivelación; tiene buena compatibilidad con otros ingredientes en el recubrimiento sin reacción química; tiene una superficie adecuada; Forma de partícula definida y forma de cristal; con tamaño de partícula definido y distribución de tamaño de partícula estrecha.

Los rellenos minerales no metálicos incluyen carbonato de calcio, sulfato de bario, talco, wollastonita, caolín, bentonita, diatomita, etc.

Aplicación de cargas minerales no metálicas en revestimientos

• Carbonato de calcio

El calcio pesado es el relleno de recubrimientos más grande del mundo. Se puede utilizar en varios revestimientos internos y externos. Es más adecuado para recubrimientos a base de agua. Su escasa resistencia a los ácidos dificulta su aplicación en revestimientos externos.

El calcio pesado utilizado en la industria de recubrimientos se usa principalmente para reemplazar parcialmente el dióxido de titanio y los pigmentos de color, reemplazar el calcio ligero y el carbonato de calcio precipitado, anticorrosión y reemplazar parcialmente los pigmentos antioxidantes, además de usarse para incrementos.

Cuando se usa calcio pesado en pintura arquitectónica de interiores, se puede usar solo o en combinación con talco. En comparación con el talco en polvo, el carbonato de calcio puede reducir la tasa de pulverización, mejorar la retención del color de las pinturas de colores claros y aumentar las propiedades antifúngicas.

En comparación con el calcio pesado, el calcio ligero tiene un tamaño de partícula pequeño y un rango de distribución de tamaño de partícula estrecho, alta absorción de aceite y brillo. El calcio ligero se puede utilizar donde se requiera el mayor efecto mate. Es más común mezclar calcio ligero y calcio pesado en pintura semibrillante, sin brillo y pintura de látex mate.

• Sulfato de bario

Baja absorción de aceite, alta blancura, textura fina, anti-floración, contaminación anti-óxido, de uso frecuente en revestimientos anticorrosión, revestimientos en polvo y revestimientos para suelos. Puede mejorar la dureza y la resistencia a la abrasión de la película de pintura. Es uno de los rellenos de uso común para recubrimientos. La desventaja es que la densidad es alta y la pintura es fácil de precipitar.

• Polvos de talco

No es fácil de asentar y puede suspender el pigmento. Incluso si se hunde, es muy fácil volver a remover, lo que puede evitar que la pintura se combe. Puede absorber la tensión de expansión y contracción durante la aplicación, evitar el estado mórbido de grietas y huecos, y es adecuado para pintura para exteriores y pintura lavable y resistente al desgaste. El talco se puede utilizar en una variedad de revestimientos industriales, especialmente imprimaciones. La imprimación para estructuras de acero se puede utilizar en su totalidad o en parte con talco en polvo, lo que puede mejorar la precipitación del recubrimiento, la fuerza mecánica de la película de recubrimiento y la repintabilidad. Es adecuado para imprimaciones metálicas y pinturas para vehículos de transporte.

• Wollastonita

Puede mejorar la resistencia a la abrasión y la durabilidad de la película de recubrimiento, y se puede utilizar como relleno de pintura para preparar pintura blanca de alta calidad y pintura de color puro y brillante. Se puede utilizar como un buen agente de aplanamiento, puede hacer que el recubrimiento sea suave y delicado, puede superar las deficiencias de pelado y pelado del recubrimiento y tiene una buena capacidad anti-tiza.

• Caolín

El caolín tiene una textura suave y cuando se usa en pintura de látex, puede mejorar la suspensión, prevenir la sedimentación del pigmento, aumentar el poder de ocultación del dióxido de titanio en la pintura y aumentar el espesor de la película de recubrimiento, pero tiene una mayor absorción de agua.

• Bentonita

La bentonita es principalmente de color amarillo o rosa, y su cantidad de aplicación para fórmulas que requieren alta blancura está limitada hasta cierto punto.

• Diatomita

Con gran porosidad, fuerte adsorción, peso ligero y alto punto de fusión, se puede utilizar como aditivo para materiales funcionales de pintura de látex para aislamiento térmico, resistencia al moho y absorción acústica.

Fuente del artículo: China Powder Network

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Diez características del polvo ultrafino

En términos generales, definimos el polvo con un tamaño de partícula inferior a 1 μm como polvo ultrafino. El polvo ultrafino tiene efectos de superficie y efectos de volumen diferentes a los de los materiales sólidos originales o las partículas más gruesas, y exhibe propiedades como la óptica, la electricidad, el magnetismo, el calor, la catálisis y la mecánica.

Efecto de superficie

La diferencia significativa entre el polvo ultrafino y los objetos macroscópicos es el aumento en el número de átomos de superficie, su gran área de superficie específica y el efecto de superficie no se puede ignorar.

Físicamente hablando, los átomos de la superficie no son lo mismo que los átomos internos, y los átomos internos están sujetos a la fuerza de los átomos circundantes simétricos. La posición del espacio donde se encuentran los átomos de la superficie es asimétrica y es atraída unilateralmente por los átomos del cuerpo, lo que significa que la energía de los átomos de la superficie es mayor que la de los átomos del cuerpo.

Efecto cuántico

El efecto cuántico se refiere al fenómeno de que cuando el tamaño de las partículas cae a un cierto valor, los electrones cercanos al nivel de Fermi del metal cambian de cuasi-continuos a discretos.

Según la teoría de la banda de energía de los sólidos, los electrones de conducción ya no pertenecen a un solo átomo cuando se mueven en el campo de potencial periódico de un cristal, sino que pertenecen a todo el cristal. Como resultado de esta publicidad, el estado energético del electrón en el cristal se vuelve casi continuo. Banda de energía, es decir, la diferencia de energía entre niveles de energía adyacentes es mucho menor que la energía térmica.

Propiedades ópticas

El color de las partículas metálicas es a menudo diferente al de los materiales a granel. Cuando el tamaño de las partículas metálicas es menor que cierto valor, generalmente aparecen negras debido a la absorción total de ondas de luz. Además de la absorción de ondas de luz, las partículas ultrafinas también tienen un efecto de dispersión.

Para partículas ultrafinas dispersas más pequeñas que unas pocas décimas de la longitud de onda de la luz, la intensidad de la luz dispersa es inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda. Por lo tanto, la dispersión de la luz solar por el polvo en la atmósfera hace que el cielo sea azul claro.

La solución de arcilla ultrafina altamente dispersa en agua, cuando se ve de lado sobre un fondo oscuro, aparece de color blanco azulado, como si fuera un poco turbia. De hecho, este es el resultado de las partículas de arcilla ultrafinas en la solución que dispersan parte de la luz incidente.

Propiedades electricas

Los materiales metálicos tienen conductividad, pero la conductividad de las partículas nano-metálicas se reduce significativamente. Cuando la energía del campo eléctrico es menor que el intervalo del nivel de energía de división, la conductividad del metal se transformará en aislamiento eléctrico.

Propiedades magnéticas

Las propiedades magnéticas de los polvos ultrafinos, especialmente la dependencia de las propiedades magnéticas de las partículas ferromagnéticas del tamaño de partícula, han sido un tema de interés durante mucho tiempo.

Para los materiales magnéticos a granel, cuando se encuentran en el estado magnético neutro, generalmente se forman muchos dominios magnéticos, y el momento magnético en cada dominio magnético se magnetizará espontáneamente a lo largo de la dirección de su energía más baja. Entre el dominio magnético y el dominio magnético, existe una capa de transición cuya dirección de magnetización cambia continuamente, que se denomina pared magnética.

La disposición de la orientación caótica de los dominios magnéticos obedece realmente al principio de la energía mínima de todo el ferromaimán, lo que provocará que la magnetización macroscópica sea cero en el estado magnético neutro. La orientación del vector del dominio magnético en el dominio magnético generalmente depende del tipo de anisotropía magnética.

Los polvos magnéticos ultrafinos se utilizan ampliamente. Como medios de grabación magnéticos, existen γ-Fe₂O₃, FeCo metal, CrO₂ , Ti_xCO_xO₁₉ , BaFe₁₂-2x, Fe₄N y Co-γ-Fe₂O₃. Como fluido magnético, existen varios polvos de nano ferrita como Fe₃O₄ y nanopartículas de hierro, níquel, cobalto y sus aleaciones. Cuando se usa como líquido magnético, la superficie de las micropartículas debe envolverse con una capa de moléculas orgánicas de cadena larga.

Debido al pequeño tamaño del nanopolvo y la gran superficie específica, el revestimiento de la superficie también tiene una mayor influencia en sus propiedades magnéticas.

Propiedades termales

El cambio en el tamaño de las partículas conduce a un cambio en el área de la superficie específica, lo que cambia el potencial químico de las partículas y cambia las propiedades termodinámicas. El tamaño de las partículas tiene una gran influencia en las propiedades termodinámicas. A medida que el tamaño de partícula se vuelve más pequeño, la energía superficial aumentará significativamente, de modo que el polvo ultrafino se puede fundir o sinterizar a una temperatura más baja que el punto de fusión del material a granel.

Propiedades catalíticas

Para reacciones catalíticas heterogéneas, para mejorar la eficiencia catalítica, es necesario aumentar la superficie específica del catalizador y reducir el tamaño de partícula, pero no el único.

Algunos catalizadores tienden a mostrar el valor máximo de eficiencia catalítica cuando el tamaño de partícula es apropiado. Por tanto, es necesario estudiar la influencia del tamaño de partícula y el estado superficial del catalizador sobre la actividad catalítica.

Propiedades mecánicas

La dureza de los materiales metálicos tradicionales aumenta con el refinamiento de los granos, y las propiedades mecánicas básicas de los materiales metálicos de grano grueso aumentan con la disminución del tamaño del grano.

Para algunos nano-sólidos metálicos puros, como paladio, cobre, plata, níquel, selenio, etc., la microdureza a temperatura ambiente aumenta significativamente en comparación con los correspondientes granos gruesos. Pero para los nanomateriales de compuestos intermetálicos, cuando el tamaño está por debajo de un cierto tamaño crítico, a medida que el tamaño del grano se vuelve más pequeño, la dureza disminuye.

La disposición de los átomos en un nanosólido

En el estudio de las propiedades mecánicas de los nanomateriales, la gente está más interesada en los materiales nanocerámicos. Los materiales nanocerámicos tienen buena estabilidad química, alta dureza y resistencia a altas temperaturas, que se espera que superen las deficiencias de la imposibilidad de mecanizar, la fragilidad y la falta de ductilidad.

Propiedades magnetorresistivas

El llamado efecto de magnetorresistencia es el cambio de resistividad causado por un campo magnético.

Independientemente de la película de partículas o película multicapa, para obtener un gran efecto de magnetorresistencia, el tamaño de partícula o el espesor de la capa magnética y no magnética debe ser menor que la trayectoria libre media de los electrones. De esta manera, además de la dispersión relacionada con el espín, los electrones se transportan en el proceso. Menos sujetos a otra dispersión, la orientación del espín puede permanecer sin cambios.

Dado que el camino libre medio de los electrones suele ser de unos pocos nanómetros a 100 nm, el efecto de magnetorresistencia gigante solo puede aparecer en sistemas de nanoescala.

Propiedades de la solución

• Movimiento de partículas ultrafinas en solución.

En una solución o suspensión con partículas de polvo ultrafinas como soluto, las partículas ultrafinas también tienen un efecto de difusión desde un área de alta concentración a un área de baja concentración. Al mismo tiempo, también hay movimiento browniano.

• Adsorción de partículas ultrafinas en solución.

La adsorción es uno de los fenómenos interfaciales entre diferentes fases en contacto entre sí. Es un fenómeno en el que el adsorbato se adsorbe en la capa de contacto muy delgada en la interfaz o superficie del líquido o sólido adsorbente. Las partículas ultrafinas tienen una gran superficie específica, una alta energía superficial y una gran capacidad de adsorción.

• Reología

La reología es la ciencia que estudia el flujo y el comportamiento de la materia. Como se discutió anteriormente, a medida que el tamaño de las partículas se vuelve más pequeño, las partículas exhiben gradualmente propiedades o comportamientos diferentes a los del sólido original. La reología del llamado sistema de dispersión de partículas o coloide en el que las partículas por debajo de 1 μm se dispersan en un líquido es un objeto de investigación muy significativo en la teoría y en la práctica.

Fuente del artículo: China Powder Network

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