Équipement de concassage ultrafin de poudre pigmentée
La taille des particules est l'un des indicateurs importants des pigments. Généralement, les particules de pigment doivent avoir une forme physique stable, une taille de particule uniforme et une bonne dispersion, sans agglomération ni précipitation.
Le pigment d'oxyde de fer est un pigment avec une bonne dispersion, une excellente résistance à la lumière et aux intempéries. Il fait principalement référence aux quatre types de pigments colorants oxyde de fer rouge, jaune de fer, noir de fer et brun de fer à base d'oxydes de fer. Parmi eux, l’oxyde de fer rouge est le principal.
Les pigments d'oxyde de fer précipités (humides) sont très fins, mais pendant les processus de filtration et de séchage, en raison de facteurs tels que les forces de Van der Waals, les liaisons hydrogène, les charges, etc., les micro-agrégats s'agrègent en gros agrégats et ne peuvent pas être directement utilisés. dans les revêtements haut de gamme. Pour la coloration, un broyage ultrafin est nécessaire. Le broyage par jet utilise l’énergie d’un flux d’air à grande vitesse ou de vapeur surchauffée pour broyer ultrafinement des matériaux solides. C’est l’une des méthodes de broyage ultrafin les plus couramment utilisées.
À l'heure actuelle, dans l'industrie de production de pigments, la gamme d'applications du concassage par flux d'air devient de plus en plus étendue, ce qui provient principalement des deux facteurs suivants :
Premièrement, la sécurité du concassage mécanique est médiocre, car si du métal dur tombe sur les dents mécaniques rotatives à grande vitesse, il est facile de produire une flamme nue, ce qui est très dangereux dans un atelier de production de pigments poussiéreux, mais le concassage par flux d'air n'a pas cette question;
Deuxièmement, le concassage par flux d’air appartient au concassage ultra-fin. Lors de la production de certains pigments spéciaux, la finesse des pigments doit être plus élevée.
1. pigment d'oxyde de fer
Pendant le processus de filtration et de séchage des pigments d'oxyde de fer, en raison des forces de Van der Waals, des liaisons hydrogène, des charges et d'autres facteurs, les micro-agrégats s'agrègent en gros agrégats, qui ne peuvent pas être désagrégés par une action mécanique générale. En utilisant un broyeur à lit fluidisé ou à jet de type disque pour traiter les pigments d'oxyde de fer, la finesse Hagermann peut atteindre : oxyde de fer rouge 5,5 à 7,0, plus la couleur est foncée, meilleure est la finesse ; oxyde de fer jaune 7,5 ; oxyde de fer noir 7,0 .
Après un concassage ultra-fin, le pigment d'oxyde de fer est dépolymérisé des gros agrégats en petits agrégats. Lors de la production de peinture, il suffit d'un court instant de processus d'agitation à grande vitesse pour atteindre la finesse requise, ce qui permet d'économiser des coûts et la petite taille du pigment. Les granulats sont difficiles à grossir en gros agrégats, garantissant ainsi la qualité de la peinture.
2. pigment de ferrite de manganèse noir résistant aux hautes températures
Les fines particules de pigment de ferrite de manganèse qui ont été recouvertes en surface, modifiées en surface, séchées et pulvérisées sont à nouveau floculées en particules grossières à des degrés divers et ne peuvent pas exercer efficacement les propriétés pigmentaires de la ferrite de manganèse.
Après un traitement en profondeur et un broyage à l'aide d'un broyeur à jet à lit fluidisé ou à disque, la finesse Hagermann du pigment de ferrite de manganèse est d'environ 7 à 7,5. Il a une bonne dispersion et peut faire jouer pleinement ses propriétés optiques et pigmentaires.
3. pigment céramique marron
Le pigment céramique brun est pulvérisé ultrafinement à l’aide d’un broyeur à jet plat. Lorsque la pression de l'air est de 7,5 × 105 Pa et que la vitesse d'alimentation est de 100 kg/h, le produit d50 est de 4,55 μm et la taille maximale des particules est de 9,64 μm.
À l'heure actuelle, les équipements de broyage ultra-fin courants comprennent un broyeur à jet, un broyeur ultra-fin à impact mécanique, un broyeur à boulets d'agitation, un broyeur à sable, un broyeur vibrant, un broyeur colloïdal, un broyeur à jet haute pression, un broyeur à boulets planétaire, un broyeur à rouleaux presseurs et un rouleau annulaire. moulin. etc.
Technologie de production d'hydroxyde de calcium de haute qualité
L'hydroxyde de calcium, communément appelé chaux hydratée, a une formule chimique Ca(OH)2. Généralement sous forme de poudre, il perdra de l'eau et se transformera en oxyde de calcium (chaux vive) à 580°C sous pression normale. L'hydroxyde de calcium est légèrement soluble dans l'eau et sa solubilité diminue à mesure que la température augmente. La solution incolore et transparente obtenue par dissolution dans l'eau est communément appelée eau de chaux claire. Une suspension laiteuse composée d'hydroxyde de calcium et d'eau est appelée lait de chaux.
Processus de production d'hydroxyde de calcium sec : la chaux vive qualifiée est broyée par un concasseur à mâchoires. Il est envoyé dans le silo à chaux via un élévateur à godets et un convoyeur vibrant de type bac. La chaux dans le silo est ajoutée quantitativement au pré-digesteur de chaux hydratée via une alimentation en forme d'étoile, et est initialement digérée sous forte agitation par la tige d'agitation, puis entre dans le digesteur pour terminer le processus de digestion. La chaux digérée est introduite dans le silo de chaux éteinte par l'élévateur de chaux éteinte et le convoyeur à vis d'entrée, puis la chaux éteinte raffinée qualifiée est obtenue par le séparateur d'air en spirale ajoutant des cendres. La chaux éteinte raffinée est déchargée dans le silo de chaux éteinte finie puis conditionnée selon les besoins de l'utilisateur. Au cours de la réaction de digestion sèche, la structure organisationnelle change, ce qui amène le Ca(OH)2 à former une poudre libre, dont le volume augmente jusqu'à 1,5 à 2,0 fois le volume d'origine. Le produit et les matières premières ont une meilleure fluidité, de sorte que le processus de digestion sèche peut être utilisé dans l'eau. La réaction à taux de conversion élevé de la chaux vive peut être obtenue dans des conditions de faible taux de cendres (rapport massique eau/chaux).
Applications de l'hydroxyde de calcium
(1) Matériaux ignifuges
La poudre d'hydroxyde de calcium est largement utilisée comme charge dans les matériaux polymères. L'ajout d'hydroxyde de calcium aux matériaux polymères peut améliorer la stabilité thermique et les propriétés ignifuges des matériaux composites ; l'hydroxyde de calcium est alcalin et peut réagir avec le chlorure d'hydrogène (HCl) libéré lors de la décomposition thermique du PVC, éliminant ainsi la dégradation du PVC par le chlorure d'hydrogène. L'effet autocatalytique du procédé a un certain effet de stabilisation thermique.
(2) Matériaux polymères dégradables
L'hydroxyde de calcium peut être utilisé comme agent auxiliaire pour l'absorption environnementale des plastiques. Il a des effets de déchloration, de fissuration et de dégradation alcaline sur la décomposition des plastiques.
(3) Traitement des eaux usées
Le rôle de l'hydroxyde de calcium dans les eaux usées peut être résumé en quatre aspects : neutraliser les acides libres dans les eaux usées, neutraliser les sels acides dans les eaux usées, réagir avec les ions métalliques pour produire des précipités insolubles dans l'eau et ajuster le pH des eaux usées. valeur.
(4) Désulfurant
Dans le processus de désulfuration humide de l'hydroxyde de calcium et du gypse, les gaz de combustion entrent en contact avec le liquide d'absorption de Ca(OH)2 sur une grande surface, de sorte que le SO2 présent dans les gaz de combustion se dissout dans l'eau et réagit avec la suspension d'hydroxyde de calcium pour former sulfite de calcium, qui est ensuite insufflé. Dans des conditions de grande quantité d'air, le sulfite de calcium est oxydé pour générer du CaS (V2H2O), atteignant ainsi l'objectif de réduction du SO2 dans les gaz de combustion. Dans le processus de désulfuration du calcium, les ions calcium participent en réalité à la fixation du soufre. Le carbonate de calcium, l'oxyde de calcium et l'hydroxyde de calcium peuvent tous être utilisés comme agents de désulfuration.
(5) Soins médicaux et de santé
L'hydroxyde de calcium est utilisé pour la désinfection dans divers endroits, tels que la recherche scientifique, les laboratoires, la médecine, les usines, etc. Il est utilisé depuis longtemps en médecine clinique.
(6) Transformation des aliments
L'ajout d'une certaine quantité d'hydroxyde de calcium de qualité alimentaire au lait en poudre peut non seulement ajuster la valeur du pH du lait en poudre et favoriser la dissolution rapide du lait en poudre dans l'eau, mais également compléter le calcium.
4 points clés pour choisir les modificateurs de surface en poudre
Il existe de nombreux types de modificateurs de surface en poudre sur le marché avec diverses fonctions et bien sûr à des prix différents. Comment choisir le modificateur le plus adapté ?
La pratique a montré que lors de la sélection des variétés de modificateurs de surface, les principales considérations comprennent : les propriétés des matières premières en poudre, le domaine d'utilisation ou d'application du produit, ainsi que la technologie, le prix et la protection de l'environnement.
1. Propriétés des matières premières en poudre
Les propriétés des matières premières en poudre sont principalement l'acide, l'alcalinité, la structure de surface et les groupes fonctionnels, les caractéristiques d'adsorption et de réaction chimique, etc. Les modificateurs de surface qui peuvent réagir chimiquement ou s'adsorber chimiquement avec la surface des particules de poudre doivent être sélectionnés autant que possible, car adsorption physique sur Il est facile de désorber sous forte agitation ou extrusion lors des applications ultérieures.
Par exemple, les surfaces de minéraux silicatés acides tels que le quartz, le feldspath, le mica et le kaolin peuvent se lier à des agents de couplage silane pour former une adsorption chimique plus forte ; cependant, les agents de couplage silane ne peuvent généralement pas se lier aux carbonates alcalins. Les minéraux subissent des réactions chimiques ou une adsorption chimique, tandis que les agents de couplage titanate et aluminate peuvent s'adsorber chimiquement avec les minéraux alcalins carbonates dans certaines conditions et dans une certaine mesure.
2. Utilisation du produit
Le but du produit est la considération la plus importante dans la sélection d’un modificateur de surface. Différents domaines d'application ont des exigences techniques différentes en matière de performances d'application de poudre, telles que la mouillabilité de la surface, la dispersion, la valeur du pH, le pouvoir couvrant, la résistance aux intempéries, la brillance, les propriétés antibactériennes, la protection UV, etc. Cela signifie que la modification de la surface doit être sélectionnée en fonction du but recherché. . Une des raisons de la diversité des agents sexuels.
Par exemple, les poudres inorganiques (charges ou pigments) utilisées dans divers plastiques, caoutchoucs, adhésifs, revêtements huileux ou à base de solvants nécessitent une bonne lipophilie de surface, c'est-à-dire une bonne affinité ou compatibilité avec le matériau de base polymère organique. , qui nécessite la sélection de modificateurs de surface pouvant rendre la surface des poudres inorganiques hydrophobe et oléophile ; pour les pigments inorganiques utilisés dans les ébauches de céramique, ils doivent non seulement avoir une bonne dispersion à l'état sec, mais également une affinité avec les ébauches inorganiques. Bonne compatibilité et peut être uniformément dispersé dans le blanc ; pour les modificateurs de surface des poudres inorganiques (charges ou pigments) utilisés dans les peintures ou revêtements à base d'eau, la stabilité de dispersion et de sédimentation de la poudre modifiée dans la phase aqueuse est requise. Bonne compatibilité.
Pour les modificateurs de surface inorganiques, ils sont principalement sélectionnés en fonction des exigences fonctionnelles des matériaux en poudre dans le domaine d'application. Par exemple, pour que le dioxyde de titane ait une bonne résistance aux intempéries et une bonne stabilité chimique, SiO2 et Al2O3 doivent être utilisés pour le revêtement de surface (film), afin que le pigment muscovite ait un bon effet nacré, il est nécessaire d'utiliser du TiO2 pour le revêtement de surface. (film).
Dans le même temps, différents systèmes d'application comportent des composants différents. Lors de la sélection d'un modificateur de surface, vous devez également prendre en compte la compatibilité et la compatibilité avec les composants du système d'application pour éviter la défaillance fonctionnelle d'autres composants du système due au modificateur de surface.
3. Processus de modification
Le processus de modification est également l'une des considérations importantes dans la sélection des modificateurs de surface, tels que la température, la pression et les facteurs environnementaux. Tous les modificateurs de surface organiques se décomposeront à une certaine température. Par exemple, le point d'ébullition des agents de couplage silane varie entre 100 et 310°C selon le type. Par conséquent, il est préférable de sélectionner un modificateur de surface dont la température de décomposition ou le point d’ébullition est supérieur à la température de traitement de l’application.
Le processus actuel de modification de surface adopte principalement la méthode sèche et la méthode humide. Il n'est pas nécessaire de prendre en compte la solubilité dans l'eau du procédé sec, mais la solubilité dans l'eau du modificateur de surface doit être prise en compte pour le procédé humide, car ce n'est que s'il est soluble dans l'eau qu'il peut entrer entièrement en contact et réagir avec les particules de poudre de manière environnement humide.
Ainsi, pour les modificateurs de surface qui ne sont pas directement solubles dans l'eau et doivent être utilisés en milieu humide, ils doivent être préalablement saponifiés, ammonisés ou émulsionnés afin de pouvoir être dissous et dispersés dans des solutions aqueuses.
4. Prix et facteurs environnementaux
Enfin, lors de la sélection des modificateurs de surface, les facteurs prix et environnementaux doivent également être pris en compte. Dans l'optique de répondre aux exigences de performances de l'application ou d'optimiser les performances de l'application, essayez de choisir des modificateurs de surface moins chers pour réduire le coût de modification de la surface. Dans le même temps, il convient de veiller à sélectionner des modificateurs de surface qui ne polluent pas l'environnement.
5 principaux types de méthodes de modification de surface pour la fibre de carbone
La fibre de carbone (CF), en tant que nouveau type de matériau composite renforcé, a été largement utilisée dans diverses industries et a attiré beaucoup d'attention. Cependant, la surface de la FK est relativement lisse et ne contient aucun groupe actif. La surface de la fibre est chimiquement inerte, de sorte que la fibre a une faible hydrophilie et une mauvaise adhérence à la matrice, et est facile à tomber. Il est donc nécessaire d’améliorer l’interface entre CF et le renfort matriciel.
Jusqu'à présent, les méthodes courantes de modification de surface de la fibre de carbone comprennent principalement la modification du revêtement, la modification du greffage de surface, la modification par oxydation, la modification par plasma et la modification des joints, parmi lesquels le traitement d'oxydation et le traitement de greffage de surface sont les plus populaires. Méthodes. Ces méthodes de modification améliorent la mouillabilité de la fibre, la liaison chimique et le verrouillage mécanique avec la matrice pour former une couche de transition, favorisent une transmission uniforme des contraintes et réduisent la concentration des contraintes.
La surface de la fibre de carbone est lisse, contient peu de groupes actifs et n’adhère pas fermement à la matrice. Dans les applications normales, il est nécessaire d’améliorer le taux d’adhésion. Une méthode consiste à rendre rugueuse la surface lisse de la fibre de carbone par des effets physiques, en créant des rainures ou de petits trous pour augmenter la zone de contact avec le matériau de la matrice. Des polymères ou des nanoparticules peuvent être introduits dans la fibre. Dans les rainures de la surface, la fibre et le polymère peuvent être mécaniquement verrouillés ensemble grâce à la forme rugueuse de la surface de la fibre après durcissement, ce qui entraîne un effet de verrouillage mécanique évident entre la fibre et la matrice, ce qui est bénéfique pour améliorer la résistance de l'interface.
1. Modification du revêtement
La modification du revêtement en fibre de carbone peut couvrir une variété de matériaux, tels que les sels métalliques, les alliages métalliques, les nanomatériaux de carbone, etc., par pulvérisation, dépôt physique ou chimique, polymères, méthodes sol-gel et processus de revêtement. Après revêtement, la surface des CF a des propriétés différentes.
2. Greffe de surface
Le greffage de surface en fibre de carbone est une méthode de modification ascendante et largement étudiée de CF. Par rapport aux méthodes d'oxydation et de revêtement de surface, le greffage de surface peut donner au polymère greffé une meilleure adhérence à la surface CF. Par rayonnement ou réaction chimique, la réaction de greffage est déclenchée à la surface des CF et des polymères avec des groupes fonctionnels sont introduits à la surface des CF, ce qui améliore la résistance de l'interface du matériau composite.
3. Traitement d'oxydation
Le traitement d'oxydation des fibres de carbone est une méthode de modification simple qui augmente non seulement la répartition et la taille des pores sur la surface CF, mais introduit également différentes concentrations de groupes fonctionnels contenant de l'oxygène, ce qui a un impact significatif sur l'adhésion à l'interface du matériau et l'efficacité d'immobilisation ( C'EST À DIRE). Influence.
4. Traitement plasma
Le traitement au plasma est une méthode de traitement importante et efficace pour une variété de matériaux, y compris les matériaux carbonés. Un plasma d'énergie suffisamment élevée est utilisé pour frapper la surface du CF, provoquant la rupture et la réorganisation des liaisons chimiques sur la surface, améliorant ainsi la structure de surface et les performances de la fibre de carbone pour obtenir une bonne adhérence entre le CF et le matériau de la matrice. Le traitement au plasma présente les avantages d’une opération simple, d’un rendement élevé, d’une protection verte et environnementale.
5. Modification conjointe
Les méthodes de modification unique mentionnées ci-dessus présentent plus ou moins de défauts. Par exemple, le CF modifié par revêtement a une faible adhérence entre le revêtement et le CF, nécessite l'utilisation de solvants pendant le processus de fabrication, a une faible efficacité de préparation et est difficile à produire en continu ; l'investissement dans les équipements de traitement au plasma est coûteux ; dans l'oxydation chimique humide et l'électrolyse Une certaine contamination liquide est inévitable pendant le traitement chimique, et les conditions de modification doivent être contrôlées avec précision dans l'oxydation en phase gazeuse pour empêcher une oxydation excessive de détruire la structure interne du CF, et l'utilisation de nanomatériaux ou de polymères greffés pour modifier la surface des fibres de carbone est complexe.
Par conséquent, lors de la modification de la surface de la fibre de carbone, la modification des joints à l'aide de plusieurs méthodes de modification peut éviter les inconvénients liés à leur utilisation seule et combiner les avantages les uns avec les autres. C'est la direction principale du traitement de modification de surface des fibres de carbone à l'avenir.
Quelles sont les différences entre le talc blanc, le talc noir et l'hydrotalcite ?
À l'heure actuelle, les produits liés au « talc » sur le marché comprennent principalement le talc blanc, le talc noir, l'hydrotalcite, etc. Bien qu'ils soient tous appelés talc, leurs ingrédients, utilisations, prix, etc. sont très différents.
1. Talc blanc
Le talc est un minéral de silicate de magnésium hydraté, que l'on trouve le plus souvent dans le blanc, qui est du talc blanc. Regardez la Chine pour le talc du monde. Le talc blanc fourni sur le marché international provient principalement de Chine. Les avantages du talc chinois ne se reflètent pas seulement dans les réserves et la production, mais surtout dans la qualité extraordinaire du talc blanc, en particulier du talc blanc de haute pureté.
Le talc blanc a une isolation électrique élevée, une isolation thermique, un point de fusion élevé et une forte adsorption de l'huile. Il est largement utilisé dans la fabrication du papier, l’industrie chimique, la médecine, le caoutchouc, la céramique, la peinture, les cosmétiques et d’autres industries.
2. Talc noir
Le talc noir est un minéral argileux silicaté de type 2:1 (T-O-T) riche en magnésium. Il est doux, a une structure feuilletée et un toucher glissant. Il ne contient pas d'eau entre les couches, est inodore et insipide, possède des propriétés chimiques stables, de petites particules et une grande surface spécifique. Le talc noir est gris à noir car il contient du carbone organique. Sa composition chimique, sa composition minérale et l’origine des gisements minéraux sont similaires au talc blanc. Les principaux composants du minerai sont généralement composés de talc, de quartz, de carbone organique, etc.
À l'heure actuelle, la plupart du talc noir est transformé en talc blanc grâce à la technologie de blanchiment, puis utilisé dans l'industrie céramique traditionnelle et dans les charges de base. Les axes de recherche portent principalement sur la technologie de blanchiment à haute efficacité et de traitement ultra-fin.
3. Hydrotalcite
L'hydrotalcite est divisée en hydrotalcite naturelle et hydrotalcite synthétique. Étant donné que l’hydrotalcite naturelle est difficile à extraire et que sa pureté n’est pas élevée, l’offre d’hydrotalcite sur le marché est dominée par l’hydrotalcite synthétique.
Les hydrotalcites synthétiques (LDH) sont une classe de composés anioniques en couches avec de larges perspectives d'application, principalement composés d'hydrotalcite (HT), de type hydrotalcite (HTLC en abrégé) et de leurs produits chimiques d'intercalation constitués d'hydrotalcite à piliers (Pillared LDH).
L'hydrotalcite synthétique est un composé dihydroxy non toxique avec une structure en couches spéciale. Il possède des propriétés physiques et chimiques telles que des propriétés de charge, l'échangeabilité des anions, des propriétés d'adsorption, des propriétés catalytiques, etc. Il a une large gamme d'applications dans le domaine des matériaux en résine polymère. Principalement utilisé comme stabilisant thermique pour la production de chlorure de polyvinyle (PVC) et comme absorbeur d'halogène pour la production de résine polyoléfine.
Les principales catégories de produits finis d'hydrotalcite synthétique comprennent l'hydrotalcite synthétique générale, l'hydrotalcite synthétique hautement transparente et l'hydrotalcite synthétique ignifuge.
6 types de méthodes de modification de la gangue de charbon
Afin de résoudre le problème de l'accumulation de la gangue de charbon, de trouver des moyens d'extraire la valeur d'utilisation supplémentaire de la gangue de charbon et de « transformer au maximum les déchets en trésor », de nombreux chercheurs ont modifié la gangue de charbon pour augmenter son activité, ce qui en fait un matériau. avec divers matériaux respectueux de l'environnement à haute valeur ajoutée, résolvez le problème de la pollution par la gangue de charbon à la racine et atteignez l'objectif de recyclage des déchets et de protection de l'environnement.
À l'heure actuelle, les méthodes de modification de la gangue de charbon comprennent principalement le traitement acide ou alcalin traditionnel, la méthode mécanochimique, la méthode de modification organique de surface, la méthode de modification par calcination, la méthode de modification hydrothermale et la méthode de modification composite.
1. Méthode de modification mécanique
Le meulage mécanique est une méthode physique courante pour modifier les matériaux. Le broyage de la gangue de charbon augmentera sa surface spécifique et améliorera ainsi l'activité d'adsorption des particules solides. Cela modifiera également la structure cristalline et la taille des particules cristallines de la gangue de charbon, et les matières premières sont en place. Lorsque les particules sont raffinées, une micro-homogénéisation est obtenue et la réactivité sera grandement améliorée.
2. Méthode de modification acide ou alcaline
La modification acide consiste à dissoudre les ions métalliques solubles dans l'acide tels que Al, Fe et Ca dans la gangue de charbon par lixiviation acide, à améliorer la distribution de la taille des pores, le nombre de trous et la surface spécifique à l'intérieur de la gangue de charbon, et à modifier la structure cristalline. et propriétés de surface de la gangue du charbon ; De plus, la modification acide peut également augmenter les sites actifs de la gangue de charbon pour renforcer ses performances d'adsorption.
3. Méthode de modification organique de surface
La modification de surface de la gangue de charbon fait référence au greffage d'une couche de modificateurs organiques sur la surface de la gangue de charbon par des méthodes chimiques ou physiques pour modifier la charge de surface, l'hydrophilie, la dispersion et d'autres propriétés de la gangue de charbon, et effectuer une modification et une activation pour donner à la gangue de charbon son propriétés uniques. Les caractéristiques d'adsorption améliorent la capacité de réparation et d'activation de la gangue de charbon et élargissent le champ d'application de la gangue de charbon.
4. Méthode de modification de la calcination
La modification par calcination fait référence au processus de transformation de la kaolinite à faible activité de surface dans la gangue de charbon en métakaolinite hautement active par grillage à haute température. La porosité et la structure cristalline de la gangue de charbon peuvent être modifiées par calcination. Le degré de modification de la calcination de la gangue de charbon est principalement affecté par la température et la durée de calcination. La différence entre ces deux facteurs principaux entraînera des phases différentes du kaolin dans la gangue du charbon. Les changements entraîneront des différences de performances dans la gangue de charbon modifié calciné.
5. Méthode de modification hydrothermale
La gangue de charbon modifiée hydrothermique fait référence à un certain degré de modification physique ou chimique de la gangue de charbon sous une certaine température et pression pour obtenir un matériau plus complet. En particulier, la méthode hydrothermale supercritique possède de nombreuses propriétés uniques. Cela peut non seulement améliorer la réactivité de la gangue de charbon, mais également modifier dans une certaine mesure la structure interne de la gangue de charbon. Lorsqu'il est utilisé pour préparer des tamis moléculaires zéolitiques, il peut obtenir une propreté élevée et une forme cristalline complète. Nouveaux matériaux.
6. Méthode de modification du composé
La modification composite repose généralement sur une modification thermique, utilisant une modification mécanique ou une modification chimique pour stimuler l'activité de la gangue de charbon. La modification composite peut intégrer dans une certaine mesure les avantages d'une méthode de modification unique, compenser ses défauts inhérents et produire des effets synergiques. Les performances globales de la gangue de charbon modifiée composite sont évidemment meilleures que celles de la gangue de charbon modifiée par un seul procédé, et elle peut également répondre à divers besoins. Besoins industriels. De plus, le procédé composite peut grandement améliorer l'efficacité d'activation de la gangue de charbon, obtenir des matériaux composites de gangue de charbon avec de meilleures performances et promouvoir l'utilisation efficace des ressources minérales dans la gangue de charbon, de sorte qu'il est largement utilisé.
Broyeur à agitation, broyeur à jet, broyeur à sable, comment choisir ?
Les équipements de broyage ultra-fin utilisent la force mécanique pour broyer les matériaux au niveau du micron et les classer. En raison de ses bonnes performances de traitement, il est largement utilisé dans les revêtements haut de gamme, les aliments, les médicaments, les produits chimiques, les matériaux de construction, les matériaux médicinaux, les industries minières et autres. Avec le développement rapide de l'économie mondiale, l'industrie chinoise de la poudre est en plein essor et les équipements de poudre, en particulier les équipements de concassage ultrafin, jouent un rôle clé à cet égard.
Moulin à mélanger
Un broyeur-agitateur (broyeur-agitateur) fait référence à un type d'équipement de broyage ultra-fin composé d'un cylindre fixe rempli de moyens de broyage et d'un agitateur rotatif. Le cylindre du broyeur mélangeur est généralement constitué d'une enveloppe de refroidissement. Lors du broyage de matériaux, de l'eau de refroidissement ou d'autres fluides de refroidissement peuvent être introduits dans la chemise de refroidissement pour contrôler l'augmentation de la température pendant le broyage. La paroi intérieure du baril de meulage peut être recouverte de différents matériaux selon différentes exigences de meulage, ou un arbre court fixe (tige) peut être installé et transformé en différentes formes pour améliorer l'effet de meulage. L'agitateur est la partie la plus importante du broyeur à mélanger, et il existe des types tels que le type à tige-arbre, le type à disque, le type à disque perforé, le type cylindrique, le type à anneau, le type en spirale, etc. Parmi eux, les broyeurs à agitateur en spirale et à tige sont principalement verticaux, tandis que les broyeurs à agitateurs à disques sont de deux types : verticaux et horizontaux.
Broyeur à jet
La taille des particules du produit fini du broyeur à flux d'air est comprise entre 1 et 30 μm et la taille des particules de l'alimentation de traitement est strictement contrôlée en dessous de 1 mm dans des circonstances normales. Il peut être largement utilisé dans des matériaux tels que les terres rares, divers marbres durs, le kaolin, le talc et d'autres minéraux non métalliques moyennement durs. de traitement ultra-fin.
Pulvérisateur à flux d'air plat : Le pulvérisateur à flux d'air plat est également appelé broyeur à flux d'air à disque horizontal. Lorsque l'équipement fonctionne, un flux d'air à haute pression est éjecté de la buse à vitesse ultra-élevée, et le matériau est accéléré par la buse Mandchourie, puis envoyé vers la chambre de concassage pour un mouvement circulaire à grande vitesse, où il est écrasé par impact. , collision et friction. Sous l'action de la force centrifuge, les grosses particules sont projetées vers la paroi de la chambre de concassage pour un concassage circulaire, et les fines particules débordent avec le flux d'air et sont collectées. Les avantages de cet équipement sont une structure simple et une utilisation facile.
Broyeur à jet d'air à lit fluidisé : couramment utilisé pour le concassage ultra-fin, la rupture et le façonnage de matériaux en céramique, matières premières chimiques, matériaux réfractaires, matériaux de batterie, produits pharmaceutiques et autres industries. Lorsque l'équipement fonctionne, de l'air à haute pression est pulvérisé à grande vitesse dans la chambre de concassage à travers plusieurs buses. Les matériaux alimentés sont accélérés par le flux d'air à haute pression dans la chambre de concassage. Ils sont écrasés par collision et frottement à l'intersection de chaque buse, puis entrent dans la chambre de classification avec le flux d'air pour terminer la classification. Le matériau grossier retourne dans la zone de concassage pour continuer le concassage, et le trop-plein de produits qualifiés est collecté par le séparateur à cyclone.
Pulvérisateur à flux d'air à contre-jet : Le pulvérisateur à flux d'air à contre-jet est également appelé broyeur à flux d'air à collision et broyeur à jet inversé. Lorsque l'équipement fonctionne, deux matériaux accélérés et un flux d'air à grande vitesse se rencontrent à un certain point sur la ligne droite horizontale et entrent en collision pour terminer le concassage. Les particules solides qui pénètrent dans la chambre de classification avec le flux d'air sont sous l'action du rotor de classification, et les particules grossières restent sur le bord extérieur et sont broyées. Retournez à la chambre de concassage pour un nouveau broyage, et les fines particules qui répondent aux exigences granulométriques continuent d'augmenter et, après s'être écoulées, elles deviennent des produits par séparation gaz-solide.
Moulin à sable
Un moulin à sable est une autre forme d'agitateur ou de broyeur à billes, ainsi nommé parce qu'il utilisait à l'origine du sable naturel comme moyen de broyage. Les broyeurs à sable s'appuient principalement sur la rotation à grande vitesse entre les supports de broyage et les matériaux pour effectuer les travaux de broyage. Ils peuvent être divisés en types ouverts et fermés, et chacun peut être divisé en types verticaux et horizontaux.
D'une manière générale, la différence entre un broyeur à sable horizontal et un broyeur à sable vertical réside dans le fait que le broyeur à sable horizontal a une plus grande capacité de sable, une efficacité de broyage plus élevée et est relativement facile à démonter et à nettoyer. En termes d'application, les broyeurs à sable sont largement utilisés dans les revêtements, colorants, peintures, encres, médicaments, nanocharges, poudre magnétique, ferrite, film photosensible, pesticides, fabrication du papier, cosmétiques et autres domaines pour un broyage efficace des nanopoudres.
Quelle que soit l’évolution de l’industrie des poudres, le broyage par impact ultrafin a toujours été l’un des principaux moyens d’obtenir des poudres ultrafines.
Utilisation de la métallurgie des poudres pour préparer des matériaux composites en cuivre et en diamant à haute conductivité thermique
Dans des domaines tels que l’emballage électronique et l’aérospatiale, des dispositifs de dissipation thermique à base de métal sont développés depuis des décennies. À mesure que la densité de puissance des appareils continue d’augmenter, des exigences plus élevées sont imposées à la conductivité thermique des matériaux de conditionnement électronique. En combinant le diamant à haute conductivité thermique (2 200 W/(m·K)) et à faible coefficient de dilatation thermique ((8,6±1)×10-7/K) avec des métaux tels que le cuivre et l'aluminium, une conductivité thermique élevée peut être intégrée. , un matériau composite « métal + diamant » avec un coefficient de dilatation thermique réglable et des propriétés mécaniques et de traitement élevées, répondant ainsi aux exigences strictes des différents emballages électroniques, et est considéré comme la quatrième génération de matériaux d'emballage électronique.
Parmi divers matériaux métalliques, comparé à d'autres métaux tels que l'aluminium, le cuivre a une conductivité thermique plus élevée (385~400 W/(m·K)) et un coefficient de dilatation thermique relativement faible (17×10-6/K). En ajoutant simplement une plus petite quantité de renfort en diamant, le coefficient de dilatation thermique peut correspondre à celui des semi-conducteurs et il est facile d'obtenir une conductivité thermique plus élevée. Il peut non seulement répondre aux exigences strictes des emballages électroniques actuels, mais présente également une bonne résistance à la chaleur, à la corrosion et une bonne stabilité chimique. Il peut répondre dans une plus grande mesure aux exigences des conditions de service extrêmes telles que les températures élevées et les environnements corrosifs, tels que les projets d'énergie nucléaire, les environnements acide-base et les environnements atmosphériques secs, humides, froids et chauds.
Comment préparer?
Il existe actuellement de nombreuses méthodes de préparation de matériaux composites diamant/cuivre, telles que la métallurgie des poudres, le dépôt chimique, l'alliage mécanique, le dépôt par pulvérisation, la coulée, etc. Parmi elles, la métallurgie des poudres est devenue l'une des méthodes de préparation les plus couramment utilisées en raison de sa simplicité. processus de préparation et excellentes performances des matériaux composites préparés. De cette manière, la poudre de Cu et les particules de diamant peuvent être mélangées uniformément par broyage à boulets, etc., puis le frittage et le moulage peuvent être utilisés pour préparer un matériau composite avec une microstructure uniforme. En tant qu’étape la plus critique de la métallurgie des poudres, le moulage par frittage est lié à la qualité finale du produit fini. Les procédés de frittage couramment utilisés actuellement dans la préparation de matériaux composites Cu/diamant comprennent : le frittage par presse à chaud, le frittage à haute température et haute pression et le frittage par plasma de décharge.
Frittage à chaud
La méthode de frittage par pressage à chaud est une méthode de formage par soudage par diffusion. En tant que méthode traditionnelle de préparation de matériaux composites, le processus principal consiste à mélanger uniformément le renfort et la poudre de cuivre, à les mettre dans un moule d'une forme spécifique et à les placer dans l'atmosphère, sous vide ou dans un environnement protégé. Dans l'atmosphère, une pression est appliquée dans la direction uniaxiale pendant le chauffage, de sorte que le formage et le frittage se déroulent simultanément. Étant donné que la poudre est frittée sous pression, la poudre a une bonne fluidité et le matériau a une densité élevée, ce qui peut évacuer le gaz résiduel dans la poudre, formant ainsi une interface stable et solide entre le diamant et le cuivre. , améliorent la force de liaison et les propriétés thermophysiques des matériaux composites
Frittage à ultra haute température et haute pression
La méthode à ultra haute pression et haute température est similaire en termes de mécanisme à la méthode de frittage par presse à chaud, sauf que la pression appliquée est plus grande, généralement de 1 à 10 GPa. Grâce à une température et une pression plus élevées, la poudre mélangée est rapidement frittée et formée en peu de temps.
Frittage plasma par étincelle
Le frittage plasma par étincelle (SPS) applique un courant d'impulsion à haute énergie à la poudre et applique une certaine pression pour provoquer une décharge entre les particules afin d'exciter le plasma. Les particules à haute énergie générées par la décharge entrent en collision avec les surfaces de contact entre les particules, ce qui peut activer la surface des particules. Réalisez un frittage de densification ultra-rapide.
La métallurgie des poudres est devenue l'une des méthodes de préparation les plus couramment utilisées en raison de son processus de préparation simple et des excellentes performances des matériaux composites préparés.
Les 8 poudres céramiques les plus populaires actuellement
Les céramiques avancées possèdent d'excellentes propriétés mécaniques, acoustiques, optiques, thermiques, électriques, biologiques et autres, et peuvent être observées partout dans les domaines technologiques haut de gamme tels que l'aérospatiale, l'information électronique, la biomédecine et la fabrication d'équipements haut de gamme. Il existe de nombreux types de céramiques et les céramiques de compositions différentes ont leurs propres caractéristiques, telles que la résistance à l'oxydation des céramiques d'alumine, la haute résistance et la résistance à la corrosion électrique des céramiques de nitrure de silicium, la ténacité et la biocompatibilité élevées des céramiques de zircone, etc.
Alumine de haute pureté
L'alumine de haute pureté (4N et plus) présente les avantages d'une grande pureté, d'une dureté élevée, d'une résistance élevée, d'une résistance aux températures élevées, d'une résistance à l'usure, d'une bonne isolation, de propriétés chimiques stables, d'une performance de retrait modérée à haute température, etc., et possède de bonnes propriétés de frittage ainsi que l'alumine ordinaire Dotée de propriétés optiques, électriques, magnétiques, thermiques et mécaniques inégalées, la poudre est l'un des matériaux haut de gamme à plus forte valeur ajoutée et le plus utilisé dans la chimie moderne. En tant que catégorie représentative de produits à base d'alumine haute performance, l'alumine de haute pureté est largement utilisée dans les industries de haute technologie et de pointe telles que les matériaux fluorescents, les céramiques transparentes, les appareils électroniques, les nouvelles énergies, les matériaux catalytiques et les matériaux aérospatiaux.
Boehmite
La boehmite contient une eau cristalline de formule chimique γ-Al2O3·H2O ou γ-AlOOH, qui est un type d'oxyde d'aluminium hydraté.
Nitrure d'aluminium
Sur la base du développement actuel des puces électroniques dont les performances globales sont de plus en plus élevées et dont la taille globale est de plus en plus petite, la densité du flux thermique affichée pendant le processus de fonctionnement des puces électroniques a également augmenté de manière significative. Par conséquent, la sélection de matériaux et de processus d’emballage appropriés et l’amélioration des capacités de dissipation thermique des dispositifs sont devenues des goulots d’étranglement techniques dans le développement de dispositifs électriques. Les matériaux céramiques eux-mêmes ont des propriétés telles qu'une conductivité thermique élevée, une bonne résistance à la chaleur, une isolation élevée, une résistance élevée et une adaptation thermique avec les matériaux des puces, ce qui les rend très appropriés comme substrats d'emballage de dispositifs électriques.
Nitrure de silicium
Le nitrure de silicium est actuellement principalement utilisé comme matériau céramique, et la céramique de nitrure de silicium est un matériau clé indispensable dans la technologie industrielle, en particulier dans les technologies de pointe.
Alumine sphérique
Parmi de nombreux matériaux en poudre thermoconducteurs, l'alumine sphérique repose sur sa conductivité thermique élevée, son coefficient de remplissage élevé, sa bonne fluidité, sa technologie mature, ses spécifications riches et son prix relativement raisonnable. Le prix est devenu la catégorie de poudre thermoconductrice la plus courante dans le domaine de la conductivité thermique haut de gamme. dans l'industrie des poudres thermoconductrices.
Titanate de baryum
Le titanate de baryum (BaTiO3) est une structure pérovskite de type ABO3. Depuis que les excellentes propriétés diélectriques de la céramique de titanate de baryum ont été découvertes dans la première moitié du 20e siècle, elle est utilisée comme matériau diélectrique pour les condensateurs. C’est actuellement le matériau diélectrique le plus couramment utilisé. L'une des poudres de céramique électronique les plus courantes est également le matériau de base pour la fabrication de composants électroniques, c'est pourquoi on l'appelle « l'épine dorsale de l'industrie de la céramique électronique ».
Zircone nanocomposite
La zircone nanocomposite est un type de zircone qui peut maintenir la phase tétragonale ou cubique à température ambiante après l'ajout de stabilisants. Les stabilisants sont principalement des oxydes de terres rares (Y2O3, CeO2...) et des oxydes de métaux alcalino-terreux (CaO, MgO...).
Carbure de silicium de haute pureté
Les matériaux en carbure de silicium peuvent être principalement divisés en deux catégories : la céramique et le monocristal. En tant que matériau céramique, ses exigences de pureté ne sont pas très strictes dans les domaines d’application généraux. Cependant, dans certains environnements spéciaux, tels que les machines de photolithographie et autres équipements semi-conducteurs, lorsqu'ils sont utilisés comme composants de précision, leur pureté doit être strictement contrôlée pour éviter d'affecter la qualité de la pureté des plaquettes de silicium.
Applications de diamants avec différentes structures cristallines
Un diamant naturel nécessite que des atomes de carbone naissent à une profondeur de 150 à 200 kilomètres sous terre et subissent des centaines de millions d'années de température et de pression élevées. Pour apparaître devant les hommes, il doit continuer à être amené à la surface de la terre par les mouvements géologiques au fil du temps. , on peut dire que c'est très rare. Ainsi, en simulant les conditions de cristallisation et l'environnement de croissance des diamants naturels, les gens ont utilisé des méthodes scientifiques pour synthétiser des diamants artificiels qui possèdent également d'excellentes propriétés telles qu'une super dureté, une résistance à l'usure et une résistance à la corrosion, raccourcissant le temps de synthèse des diamants à plus de dix jours ou même quelques jours. Les diamants synthétiques sont divisés en monocristaux et polycristaux. Ils ont chacun des structures et des caractéristiques cristallines uniques, ce qui les rend différents dans leurs applications.
1. Diamant monocristallin
Le diamant monocristallin est un cristal lié par des liaisons covalentes avec saturation et directionnalité. C'est le type de cristal de diamant le plus courant. Les particules à l’intérieur du cristal sont disposées de manière régulière et synchronique dans un espace tridimensionnel, avec peu de défauts. , sans restrictions aux limites des grains, il présente donc des avantages exceptionnels en termes de conductivité thermique, de dureté, de transmission de la lumière et de propriétés électriques.
Applications de conduction thermique
La conductivité thermique du diamant provient essentiellement de la propagation des vibrations des atomes de carbone (c'est-à-dire des phonons). Les éléments d'impuretés, les dislocations, les fissures et autres défauts cristallins du diamant, les catalyseurs métalliques résiduels, l'orientation du réseau et d'autres facteurs entreront en collision avec les phonons. Il se diffuse, limitant ainsi le libre parcours moyen des phonons et réduisant la conductivité thermique. Le diamant monocristallin a une structure de réseau hautement ordonnée, ce qui le rend presque insensible à la diffusion aux limites des grains. Il présente donc une conductivité thermique allant jusqu'à 2 200 W/(m·K).
Applications optiques
Le diamant monocristallin de haute qualité préparé par la méthode CVD peut être complètement incolore et transparent, avec presque aucune impureté. Sa structure cristalline hautement ordonnée empêche également la lumière d'être perturbée par des irrégularités structurelles lors de sa propagation dans le cristal, montrant ainsi d'excellentes performances optiques.
Applications de découpe
La microdureté des outils diamantés monocristallins atteint 10 000 HV, ce qui leur confère une bonne résistance à l'usure. Étant donné que le tranchant du diamant monocristallin peut atteindre une rectitude et une netteté de niveau atomique, le tranchant parfait peut être copié directement sur la pièce pendant la coupe pour produire une surface miroir avec une finition extrêmement lisse, garantissant une précision dimensionnelle extrêmement élevée. , et peut maintenir la durée de vie de l'outil et des performances stables sous une coupe à grande vitesse et une charge lourde. Il convient aux coupes ultra fines et aux usinages ultra précis.
Meulage et polissage
Le diamant monocristallin a une bonne dispersion et un taux d'utilisation plus élevé des angles vifs. Par conséquent, lorsqu'il est préparé dans un liquide de broyage, la concentration est bien inférieure à celle du diamant polycristallin et son rapport coût-performance est relativement élevé.
2. Diamant polycristallin
La structure du diamant polycristallin est composée de nombreuses petites particules de taille nanométrique liées par des liaisons insaturées, ce qui est très similaire au diamant noir naturel (diamant polycristallin naturel avec le noir ou le gris foncé comme couleur principale).
Domaine des semi-conducteurs
En tant que matériaux semi-conducteurs, les directions d’application des matériaux diamant polycristallins et monocristallins sont très différentes. Les propriétés optiques et électriques du diamant polycristallin ne sont pas aussi bonnes que celles du diamant monocristallin. L’application de films de diamant polycristallin de qualité optique et électronique est relativement exigeante. La préparation nécessite une vitesse de dépôt idéale et une densité de défauts extrêmement faible ou contrôlable.
Meulage et polissage
Étant donné que les grains de diamant polycristallin n'ont pas besoin d'être disposés, les microfractures produites lorsqu'elles sont soumises à une pression élevée peuvent être limitées à une petite gamme de microcristaux, sans grandes fractures planes de clivage, et ont de bonnes propriétés d'auto-affûtage, elles sont donc autorisées. à broyer pendant le broyage. Et utilisez une pression unitaire plus élevée lors du polissage.
Outils de coupe
Comparée aux gros monocristaux de diamant, la structure cristalline désordonnée du diamant polycristallin lui confère une plus grande résistance aux chocs et est moins susceptible de se fissurer lors de la coupe.