Esferificación del polvo

Los requisitos sobre rendimiento son cada vez más exigentes con el desarrollo de aplicaciones para el polvo. Además de deber tener un bajo contenido de impurezas, un tamaño fino de partícula y una distribución granulométrica estricta, también es necesaria una morfología de partícula específica.La morfología de partícula tiene un efecto importante sobre muchas características de la población de partículas, tales como la superficie específica, la fluidez, capacidad de rellenado, actividad química, fuerza de adhesión, etc.<br/>Los polvos esféricos, especialmente los polvos esféricos altamente dispersos, tienen una buena fluidez gracias a su estructura inherentemente esférica, lo cual, unido a su dispersión, mayor superficie específica y sus propias características físicas y químicas los hacen útiles en un amplio rango de aplicaciones.

Introducción a la tecnología de esferificación

(con grafito para ánodos de carbono como ejemplo)

El carbono es el principal material usado para los ánodos de las baterías de iones de litio, y su rendimiento afecta a la calidad, coste y seguridad de dichas baterías.

Aparte de la materia prima y la fórmula del proceso, otros factores importantes que determinan el rendimiento del material del ánodo son que se ofrezca un rendimiento estable, un triturado de grafito de alto rendimiento y energéticamente eficiente, así como la esferificación, el conformado y la clasificación entre otras tecnologías de equipos.

Etapa de triturado

El grafito, ya sea natural o artificial, se tritura varias veces mediante varios conjuntos de unidades CSM710 (la nomenclatura cambia de fabricante a fabricante) hasta conseguir un polvo de D50:20 μm aproximadamente.El número de procesos de triturado también varía según la materia prima; por ejemplo, para láminas grandes de grafito natural se realizan entre 4 y 6 operaciones de triturado, mientras que para el grafito artificial es suficiente de 1 a 3 operaciones.

Etapa de esferificación

Para el conformado se suelen preferir sistemas compuestos por turboclasificadores horizontales de alta precisión CSM410+, los cuales se encargan de aspirar de forma oportuna el polvo fino producido por el conformado.El número de procesos de conformado varía según la materia prima; por ejemplo, para el grafito natural se realizan entre 8 y 12 operaciones de conformado, mientras que para el grafito artificial son de 2 a 4 operaciones.

Programa del proceso de esferificación para grafito laminar natural

La materia prima es triturada hasta un tamaño ultrafino con un solo molino especial CSM710, donde la materia prima es triturada hasta convertirse en polvo microscópico con un tamaño de partícula de D50:21-23 μm, lo cual facilita el tratamiento de esferificación en el siguiente proceso.Las partículas se preparan en partículas de grafito esféricas con un tamaño D50:19-20 μm mediante un equipo esferificador CSM510 equipado con un clasificador de alto rendimiento FW260 conectado en serie. Las partículas son transportadas mediante una corriente de aire hasta un equipo esferificador CSM410 equipado con un clasificador de alto rendimiento FW230 conectado en serie donde las partículas de grafito adquieren forma de patata con un tamaño de partícula de D50:15-17 μm.

Materia prima de grafito laminar

Producto resultante de la esferificación del grafito laminar

Programa del proceso de esferificación para grafito artificial

La materia prima alimentada uniformemente mediante un transportador de tornillo a un solo molino especial CSM710, donde la materia prima es triturada hasta un tamaño ultrafino dando lugar a un polvo microscópico con un tamaño de partícula de D50:23-25 μm, lo cual facilita el tratamiento de esferificación en el siguiente proceso.Las partículas se preparan en micropolvo de grafito con un tamaño de partícula de D50:19-21 μm mediante un conjunto de 3 equipos esferificadores CSM510 equipados con varios clasificadores de alto rendimiento FW260 conectados en serie. El material de grafito esférico con forma de patata apto que es requerido se consigue mediante equipos de conformado y modificación superficial especiales para grafito.

Materia prima de grafito artificial

Materia prima de grafito artificial después del conformado

Comparación de tamaños de partícula en cada nodo de triturado de la tecnología de esferificación de grafito

Materia prima de grafito

Tras trituración con modelo CSM710

Tras esferificación con modelo CSM510

Tras conformado con modelo CSM410

Aplicaciones de varios polvos esféricos

Los polvos esféricos se usan en nuevas tecnologías, técnicas y productos debidos a su mejor rendimiento.

Aplicaciones del micropolvo esférico de silicio

En la actualidad, el micropolvo esférico de silicio se usa mayormente en el encapsulado a gran escala de circuitos integrados y se está aplicando gradualmente en sectores de tecnología avanzada como los de la aviación, aeroespacial, productos químicos finos y cerámicas especiales. Se trata de un importante agente de relleno en sistemas de resina epóxica, que permite reducir como mínimo en un 30 % el consumo de resina epóxica y tiene unas buenas perspectivas de mercado.

El micropolvo esférico de silicio tiene las siguientes ventajas:

1) La superficie del polvo ofrece una buena fluidez, lo que permite aumentar la cantidad de relleno con polvo en el encapsulado de circuitos integrados.Cuanto más pequeño es el coeficiente de expansión térmica, mejor es la capacidad dieléctrica, lo que mejora la vida útil y el rendimiento de los dispositivos electrónicos producidos.

2) Concentración de tensiones pequeña en el sello plástico formado tras la esferificación, lo que resulta en una mayor producción, acorta el ciclo de producción y reduce la posibilidad de que el producto se dañe durante el transporte y otros procesos.

3) Partículas esféricas con una forma superficial regular, lo que reduce el desgaste de los moldes durante la producción y el procesado del producto acabado, reduce costos y alarga la vida útil de los moldes.

Aplicaciones del polvo esférico de titanio de alto rendimiento

El titanio es un material metálico avanzado ligero y muy resistente que se usa ampliamente en sectores como el aeroespacial, automoción, industria química y biomedicina.El polvo esférico de titanio de alto rendimiento se caracteriza por su buen grado de esferificación, buena fluidez, buena densidad aparente, bajo contenido de oxígeno (<0,15 %) y tamaño fino de partícula. Se usa principalmente en ámbitos como las tecnologías de pulvimetalurgia avanzada, fabricación aditiva mediante láser, proyección térmica, etc.

Aplicaciones del polvo metálico esférico

El polvo metálico esférico es la principal materia prima para la impresión metálica 3D. El mercado para el polvo metálico esférico mantendrá una tendencia de rápido crecimiento debido al veloz desarrollo de las tecnologías de impresión metálica 3D. El tamaño de mercado del polvo metálico para impresión 3D fue de 250 millones de dólares en 2016.

Aplicaciones de la alúmina esférica

1)Los micropolvos esféricos tienen buenas propiedades de sinterizado y de moldeo por prensado lo cual ayuda a conseguir productos cerámicos de alta calidad.<br/> 2) Como material abrasivo para pulido, la alúmina esférica permite evitar el rayado.<br/>3) En la industria petroquímica, es posible regular el tamaño de poro y distribución del polvo esférico de alúmina para formar partículas que actúen de medio de soporte para agentes catalizadores con solo ajustar la configuración de tamaños de partícula.<br/> 4) La alúmina esférica usada directamente como catalizador permite reducir el desgaste y mejora la vida útil del catalizador, con lo cual se reducen los costes de producción.