Keramik silikon nitrida—”pemimpin” di empat bidang utama
Silikon nitrida (Si3N4) adalah senyawa terikat kovalen yang terdiri dari silikon dan nitrogen. Ditemukan pada tahun 1857 dan diproduksi secara massal sebagai bahan keramik pada tahun 1955. Keramik silikon nitrida memiliki banyak keunggulan yang tidak dimiliki bahan logam dan bahan polimer, seperti tahan terhadap suhu tinggi (kekuatan lentur dapat mencapai lebih dari 350MPa pada 1200°C ), ketahanan terhadap korosi asam dan alkali, pelumasan sendiri, dll., dan banyak digunakan dalam industri dirgantara, pertahanan nasional, dan militer. , banyak digunakan di bidang mekanik.
Bidang mekanik
Keramik silikon nitrida terutama digunakan dalam industri permesinan sebagai katup, pipa, roda pengklasifikasi, dan alat pemotong keramik. Bola bantalan keramik silikon nitrida yang paling banyak digunakan adalah bola bantalan keramik silikon nitrida.
Bola bantalan silikon nitrida dapat berputar hingga 600.000 putaran per menit saat digunakan. Mereka terutama digunakan dalam spindel peralatan mesin presisi, bantalan berkecepatan tinggi untuk spindel listrik, mesin dirgantara, bantalan mesin mobil, dan bantalan peralatan lainnya.
Bola bantalan keramik silikon nitrida memiliki keunggulan luar biasa dibandingkan bola baja: kepadatan rendah, tahan suhu tinggi, pelumasan sendiri, dan ketahanan korosi. Sebagai benda yang berputar berkecepatan tinggi, bola keramik menghasilkan tekanan sentrifugal, dan silikon nitrida dengan kepadatan rendah mengurangi tekanan sentrifugal pada cincin luar benda yang berputar berkecepatan tinggi. Keramik Si3N4 padat juga menunjukkan ketangguhan patah yang tinggi, sifat modulus tinggi, dan sifat melumasi sendiri, serta mampu menahan berbagai keausan dengan sangat baik dan tahan terhadap lingkungan keras yang dapat menyebabkan bahan keramik lain retak, berubah bentuk, atau runtuh, termasuk suhu ekstrem, perbedaan suhu yang besar. , Vakum sangat tinggi. Bantalan silikon nitrida diharapkan dapat diterapkan secara luas di berbagai industri.
Bidang material transparan gelombang
Keramik silikon nitrida berpori memiliki kekuatan lentur yang relatif tinggi dan kepadatan yang lebih rendah, yang merupakan salah satu faktor kunci penerapannya di ruang angkasa. Ia juga tahan terhadap mulur (dibandingkan dengan logam), yang meningkatkan stabilitas struktur pada suhu tinggi. Bahan ini memiliki berbagai sifat tambahan, termasuk kekerasan, sifat elektromagnetik dan ketahanan termal, dan digunakan sebagai bahan transparan gelombang untuk membuat kubah rad dan jendela antena. Dengan berkembangnya industri pertahanan nasional, rudal berkembang menuju angka Mach tinggi, pita frekuensi lebar, multi mode dan panduan presisi. Keramik silikon nitrida dan material kompositnya memiliki sifat yang sangat baik seperti pelindung panas, transmisi gelombang, dan penahan beban, menjadikannya salah satu generasi baru material transparan gelombang berkinerja tinggi yang dipelajari.
Bidang semikonduktor
Selain sifat mekanik yang sangat baik, keramik silikon nitrida juga menunjukkan serangkaian sifat konduktivitas termal yang sangat baik, sehingga cocok untuk digunakan dalam bidang semikonduktor yang menuntut. Konduktivitas termal adalah kemampuan bawaan suatu bahan untuk mentransfer atau menghantarkan panas. Karena komposisi kimia dan struktur mikro silikon nitrida yang unik, ia memiliki sifat komprehensif yang sangat baik dibandingkan dengan keramik alumina dan keramik aluminium nitrida.
Bidang Biokeramik
Sebagai bahan biokeramik generasi baru, keramik silikon nitrida tidak hanya memiliki kualitas bahan keramik yang sangat baik, tetapi juga memiliki sifat radiografi yang baik, sifat anti infeksi, sifat biokompatibilitas dan sifat osseointegrasi.
Sifat luar biasa dari keramik silikon nitrida yang disebutkan di atas menjadikannya biomaterial yang ideal, dan digunakan dalam biosensor, tulang belakang, ortopedi, kedokteran gigi, dan implan lainnya.
Bagaimana memilih proses penggilingan ultra halus yang cocok untuk produksi pigmen?
Pigmen sebagai pewarna banyak digunakan di berbagai bidang: seperti cat, tinta, plastik, kain, kosmetik, makanan, dll. Secara kasar kita dapat membagi pewarna menjadi dua jenis: pigmen tidak larut dan pewarna larut. Karena pigmen tidak dapat larut, kekuatan pewarnaan dan warnanya akan dipengaruhi langsung oleh ukuran dan morfologi partikel pigmen. Oleh karena itu, memilih proses penggilingan dan penghancuran ultra-halus yang sesuai dan efisien akan meningkatkan kinerja pewarnaan pigmen pada bahan matriks secara signifikan. Selain itu, partikel pigmen dengan ukuran dan bentuk tertentu dapat mengubah penyerapan dan hamburan cahaya dari spektrum yang berbeda, sehingga mengubah warna dan memberikan tampilan tertentu pada permukaan bahan dasar.
Penggilingan dampak
Pabrik dampak mekanis dapat digunakan untuk penggilingan halus bahan lunak hingga keras sedang. Kisaran kehalusan tipikal untuk ukuran partikel median adalah 20 hingga 500 μm. Pilihan jenis rotor memastikan suhu stabil selama penggilingan. Karakteristik pabrik ini membuatnya cocok untuk mendeaglomerasi partikel pigmen setelah pengeringan. Selain itu, desain yang mudah dioperasikan dan bersih memungkinkan Anda beralih antar material dengan cepat. Pada saat yang sama, beragamnya alat gerinda yang dapat dipasang di pabrik berarti alat tersebut dapat digunakan untuk memproses berbagai produk berbeda dan mencapai kehalusan material yang berbeda.
Mesin penggiling dampak dengan pengklasifikasi
Jenis pabrik pengklasifikasian ini menawarkan kemungkinan untuk mencapai fungsi penggilingan dan pengklasifikasian dalam satu sistem. Pengklasifikasi CSM adalah kombinasi pengklasifikasi dampak halus dan pengklasifikasi roda panduan. Dengan menggunakan dua penggerak motor independen, satu untuk cakram gerinda dan yang lainnya untuk roda perata, CSM dapat secara tepat menyesuaikan kecepatan roda perata untuk mendapatkan berbagai kehalusan produk akhir dari d97=9μm hingga 200μm. Dengan memanfaatkan geometri impeler pengklasifikasi dan segel udara antara roda pengklasifikasi dan penutup atas mesin, kontrol yang tepat terhadap batas atas ukuran partikel bahan penggilingan dapat dipastikan, sehingga mencapai klasifikasi halus.
Pabrik jet unggun terfluidisasi
Pabrik jet ini cocok untuk penghancuran material dengan berbagai tingkat kekerasan yang sangat halus (lunak hingga sangat keras). Di area penggilingan, partikel didorong oleh aliran udara berkecepatan tinggi untuk saling bertabrakan dan menggiling. Tidak ada bagian penggilingan tambahan. Pengklasifikasi dinamis mengontrol ukuran partikel maksimum. Kecepatan aliran udara pada outlet nozzle di ruang penggilingan dapat mencapai 500 hingga 600 m/s. Karena energi penggilingan dan kecepatan tumbukan yang tinggi dapat dihasilkan dalam fluidized bed, kehalusan D50 dapat dicapai sebesar 1 hingga 5 μm.
Jika produk yang digiling adalah pigmen organik, perhatian khusus perlu diberikan pada nilai karakteristik yang dapat menyebabkan ledakan debu. Hal ini terutama melibatkan energi kritis, suhu kritis dan nilai Kst. Berdasarkan data ini, perlindungan yang memadai harus diberikan ketika nilai batas terlampaui. Solusi pertama adalah membangun perangkat tahan guncangan tekanan di pabrik, termasuk elemen khusus seperti katup pelindung ledakan dan cakram pecah. Solusi kedua adalah beroperasi di bawah gas inert dan mengontrol kandungan oksigen di pabrik secara andal.
Menggunakan proses penggilingan ultra-halus yang sesuai dapat menghasilkan pigmen berkualitas tinggi dengan karakteristik aliran khusus dan mencapai kehalusan dan kualitas yang dibutuhkan untuk produk akhir. Proses penggilingan dan penghancuran ultra-halus yang dioptimalkan ini juga meningkatkan nilai produk dan mengurangi konsumsi energi serta biaya produksi lainnya.
Apakah ukuran partikel bahan baku dan bahan penolong terlalu besar? Coba pabrik jet
Dibandingkan dengan jenis alat penyemprot lainnya, keunggulan utama alat penyemprot jet adalah dapat menghancurkan material yang mengkristal hingga ukuran partikel rata-rata 1 hingga 10 mikron dan dalam kisaran ukuran partikel yang sangat sempit pada waktu yang bersamaan.
Biasanya, jet mill akan menggiling bahan rapuh atau kristal hingga ukuran partikel rata-rata 1 hingga 10 mikron. Produk tertentu, seperti senyawa molibdenum tertentu, pigmen cat dan produk serupa, dapat direduksi menjadi partikel berukuran 200 nanometer. Partikel yang lebih besar dari 10 mikron biasanya merupakan polimer yang sulit dipecahkan, seperti senyawa toner atau lilin keras, dan beberapa bahan organik, namun jika diperlukan ukuran yang lebih besar, banyak yang dapat dikurangi dengan mengurangi kekuatan jet mill atau meningkatkan umpan. kecepatan.
Prinsip kerja penghancur aliran udara adalah: udara bertekanan dikeringkan, dan setelah dikeringkan, memasuki ruang penghancur melalui nosel. Di ruang penghancur, material dapat dihancurkan melalui aliran udara bertekanan tinggi. Setelah itu, material kasar dan halus dapat dipisahkan berdasarkan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh turbin klasifikasi. Partikel yang memenuhi persyaratan ukuran partikel masuk ke pemisah siklon dan pengumpul debu dan dikumpulkan, sedangkan partikel yang tidak memenuhi persyaratan terus dihancurkan. Karakteristik kinerja jet pulverizer terutama mencakup hal-hal berikut:
1. Terdapat perangkat klasifikasi vertikal di dalamnya, yang dapat menyesuaikan ukuran partikel produk. Ukuran partikel penghancurnya bagus dan distribusi ukuran partikelnya relatif sempit. 2. Dapat digunakan secara seri dengan pengklasifikasi multi-tahap untuk membentuk beberapa segmen granularitas secara bersamaan. 3. Peralatan ini sangat nyaman untuk dibongkar dan dirakit, serta mudah dibersihkan. Tidak ada titik mati pada dinding bagian dalam, sehingga dapat dibersihkan secara menyeluruh. 4. Dioperasikan dengan kedap udara, sehingga kebisingan pengoperasian menjadi rendah, mengurangi pembentukan debu, dan ramah lingkungan. 5. Sistem kendali mudah dioperasikan dan peralatan beroperasi dengan aman dan andal.
Bahan apa yang bisa digiling dengan jet milling?
Serbuk kristal atau bubuk gembur apa pun dapat digiling di jet mill. Bahan basah juga dapat dikeringkan dengan cepat dan digiling secara bersamaan menggunakan udara panas atau uap super panas.
Apa karakteristik produk jet crusher?
Salah satu karakteristik terpenting dari produk jet mill adalah peningkatan luas permukaan secara substansial. Ketika dikurangi menjadi 5 mikron, jumlah partikel dalam produk 30 mesh meningkat 1.643.000 kali lipat, dan luas permukaan meningkat 118 kali lipat. Ini memperpendek waktu reaksi bahan kimia. Meningkatkan potensi obat dengan meningkatkan luas permukaan, sehingga diperlukan dosis obat yang lebih rendah untuk melakukan pekerjaan yang sama.
Bagaimana cara menyesuaikan ukuran partikel di jet mill?
Ukuran partikel terutama disesuaikan dengan perubahan laju umpan. Ketika lajunya dikurangi, partikel yang lebih halus dihasilkan karena lebih banyak energi per partikel yang tersedia untuk mempercepat partikel. Tabrakan menjadi lebih hebat dan gradien tekanan meningkat. Produk tertentu memerlukan energi yang sangat tinggi untuk menggiling. Demikian pula, untuk kecepatan tertentu, semakin kecil partikelnya, semakin rendah energi setiap tumbukan. Untuk mencapai pengurangan ukuran yang lebih besar, kecepatan partikel harus ditingkatkan.
Apakah udara terkompresi satu-satunya gas yang menggerakkan jet pulverizer?
Secara komersial, udara bertekanan sejauh ini merupakan gas yang paling umum digunakan, namun pada peralatan besar yang digunakan terutama untuk menggiling pigmen titanium dioksida adalah uap super panas (tidak ada uap air dalam keadaan super panas).
Berapa banyak kontaminasi yang disebabkan oleh jet mill terhadap produk?
Jet mill yang ditentukan dengan tepat tidak akan menyebabkan kontaminasi apa pun pada produk, atau ukurannya akan sangat kecil sehingga tidak terdeteksi dan tidak berarti apa-apa. Saat menggiling bahan seperti alumina, silika, besi oksida, dll., jet mill dilapisi dengan keramik tungsten karbida atau silikon karbida dengan kekerasan 9,6 (berlian 10). Lapisan ini telah dikembangkan selama 35 tahun dan merupakan salah satu penggunaan paling awal dari lapisan keramik jenis ini.
Bisakah jet mill digunakan hanya untuk mengurangi ukuran partikel?
Pabrik jet memiliki banyak aplikasi selain pengurangan ukuran. Salah satu kegunaan sekunder penting dari jet mill adalah untuk mencampur bubuk. Dua atau lebih aliran material dapat dimasukkan ke dalam jet mill pada saat yang sama, sehingga mencapai pencampuran seragam yang sempurna pada hasil akhir. Satu produk juga bisa dilapisi dan dicampur dengan produk lain. Dalam beberapa kasus, aditif cair disuntikkan di bawah tekanan langsung ke dalam ruang penggilingan melalui satu atau lebih nozel atomisasi. Kegunaan lain dari penggilingan udara adalah untuk memoles ujung tajam partikel agar mengalir atau terkompresi lebih baik.
Penerapan teknologi penggilingan ultrafine dalam pengolahan produk pertanian
Bubuk makanan memegang peranan penting dalam kehidupan sehari-hari masyarakat dan pengolahan makanan. Karena bubuk sering digunakan dalam makanan, maka untuk memenuhi berbagai kebutuhan masyarakat dalam menggunakan bubuk makanan, perlu dipahami cara pengolahan bubuk. dan berbagai perubahan sifat pengolahan, teknologi pengolahan bubuk terus diteliti dan dikembangkan oleh peneliti terkait. Di antara banyak jenis bubuk pengolahan makanan dan teknologi pengolahan bahan mentah, teknologi penggilingan ultrahalus merupakan teknologi pengolahan produk pertanian baru yang dapat secara efektif menyiapkan bubuk ultrahalus. Teknologi ini dapat meningkatkan tingkat pemanfaatan bahan olahan dan meningkatkan karakteristik pengolahan, meningkatkan kualitas produk dan menjadikannya banyak digunakan dalam industri pengolahan makanan. Dengan merangkum prinsip kerja dan karakteristik penggunaan teknologi peralatan penggilingan ultrafine, makalah ini berfokus pada penggunaan aktual teknologi peralatan penggilingan ultrafine di berbagai bidang, membuat prospek penting untuk prospek pengembangan teknologi penggilingan ultrafine, dan merangkum penerapan teknologi ini saat ini. . Permasalahan yang perlu segera diselesaikan.
1. Kecepatan penghancuran yang cepat dan pengendalian suhu yang baik
Pada dasarnya tidak ada panas berlebih selama seluruh proses teknologi penggilingan ultrahalus, dan juga dapat bekerja pada suhu rendah. Ini adalah teknologi penggilingan suhu rendah. Proses mikronisasi berlangsung dalam waktu singkat, dan sebagian besar komponen kimia yang aktif secara biologis tidak akan hilang dalam proses tersebut, sehingga kondusif untuk produksi semua produk mikronisasi berkualitas tinggi yang diperlukan. Teknologi penggilingan ultra halus dapat menggunakan penggilingan suhu sedang, rendah atau sangat rendah sesuai dengan kebutuhan bahan yang berbeda, sehingga sifat dan persyaratan pemrosesan bahan dapat mencapai hasil yang diinginkan.
2.Ukuran partikel bubuk kecil dan merata, yang meningkatkan sifat fisik dan kimia bahan serta meningkatkan kecepatan reaksi.
Karena gaya eksternal yang digunakan oleh teknologi penggilingan ultra halus pada bahan mentah sangat seragam, bubuk yang dihasilkan memiliki distribusi ukuran partikel yang seragam. Setelah berbagai teknologi pemrosesan penggilingan ultra-halus, berat jenis dan luas permukaan material secara bertahap meningkat. Ketika berbagai reaksi biologis dan kimia dilakukan, area kontak meningkat, dan laju disolusi, laju reaksi, dll meningkat. Penelitian telah menemukan bahwa ketika serat oat dihaluskan dengan sangat halus dan kemudian ditambahkan ke adonan tepung terigu, tingkat penghancuran yang sangat halus berbanding lurus dengan kadar air dan elastisitas adonan. Teknologi penggilingan ultra halus menghemat waktu produksi dan meningkatkan efisiensi produksi. Penelitian menunjukkan bahwa ketika jerami tanaman dibubuk dengan sangat halus, sifat fisik dan kimia berubah secara signifikan, komponen struktural serat tumbuhan dapat dimanfaatkan secara rasional, dan penyerapan serat tumbuhan dalam tubuh hewan berkurang.
3. Menghemat bahan baku pengolahan dan meningkatkan pemanfaatan bahan baku
Beberapa bahan berserat tidak cocok untuk metode penghancuran konvensional. Pembentukan partikel yang lebih besar akan menyebabkan banyak pemborosan bahan mentah, dan sebagian besar proses produksi memerlukan proses perantara untuk memenuhi persyaratan. Produk yang dihasilkan dengan teknologi penggilingan ultra halus dapat langsung digunakan dalam proses produksi dan cocok untuk penggunaan bahan baku langka dan berharga.
4.Mengurangi pencemaran lingkungan sekitar dan meningkatkan kualitas bahan olahan
Seluruh proses penggilingan ultrahalus dilakukan di lingkungan tertutup, sehingga mencegah kontaminasi eksternal selama proses ini dan tidak menimbulkan polusi pada dunia luar. Teknologi ini cocok untuk digunakan pada makanan dan produk kesehatan medis dengan persyaratan lingkungan berstandar tinggi. Teknologi penggilingan ultra halus adalah proses pemrosesan fisik yang tidak akan dipalsukan atau dicampur dengan zat lain. Apalagi pada saat pengolahan jamu Cina, kealamiannya akan terjamin. Oleh karena itu, teknologi ini menjamin kealamian dan keamanan bahan baku.
5. Meningkatkan pencernaan dan penyerapan nutrisi tubuh.
Menurut penelitian, setelah bahan yang dihaluskan dengan sangat halus memasuki sistem pencernaan, ukuran partikelnya sangat kecil, 10-25 μm atau bahkan lebih rendah. Nutrisi tidak akan dilepaskan melalui jalur yang panjang dan rumit, dan karena partikelnya lebih kecil, partikelnya lebih banyak. Mudah diserap ke dalam lapisan usus kecil, sehingga meningkatkan laju ekskresi nutrisi dan memberi bahan mentah lebih banyak waktu untuk diserap. diserap dan dimanfaatkan.
8 bubuk keramik terpopuler saat ini
Keramik tingkat lanjut memiliki sifat mekanik, akustik, optik, termal, listrik, biologis, dan lainnya yang sangat baik, dan dapat dilihat di mana-mana di bidang teknologi kelas atas seperti dirgantara, informasi elektronik, biomedis, dan manufaktur peralatan kelas atas. Keramik ada banyak jenisnya, dan keramik dengan komposisi yang berbeda-beda mempunyai ciri khas tersendiri, seperti ketahanan oksidasi keramik alumina, kekuatan tinggi dan ketahanan korosi listrik pada keramik silikon nitrida, ketangguhan tinggi dan biokompatibilitas keramik zirkonia, dll.
Alumina dengan kemurnian tinggi
Alumina dengan kemurnian tinggi memiliki keunggulan kemurnian tinggi, kekerasan tinggi, kekuatan tinggi, tahan suhu tinggi, ketahanan aus, insulasi yang baik, sifat kimia yang stabil, kinerja penyusutan suhu tinggi sedang, dll. Ia memiliki sifat sintering yang baik dan tak tertandingi oleh alumina biasa bubuk. Dengan sifat optik, listrik, magnet, termal dan mekanik, ini adalah salah satu bahan kelas atas dengan nilai tambah tertinggi dan paling banyak digunakan dalam bahan kimia modern. Sebagai perwakilan kategori produk alumina kinerja tinggi, alumina dengan kemurnian tinggi banyak digunakan dalam industri berteknologi tinggi dan mutakhir seperti bahan fluoresen, keramik transparan, perangkat elektronik, energi baru, bahan katalitik, dan bahan luar angkasa.
Boehmit
Boehmite mengandung air kristal dengan rumus kimia γ-Al2O3·H2O atau γ-AlOOH, yaitu sejenis aluminium oksida hidrat.
Aluminium nitrida
Berdasarkan perkembangan chip elektronik saat ini yang kinerja komprehensifnya semakin tinggi dan ukuran keseluruhannya semakin kecil, kepadatan aliran panas yang ditampilkan selama proses kerja chip elektronik juga meningkat secara signifikan. Oleh karena itu, pemilihan bahan dan proses pengemasan yang tepat serta meningkatkan kemampuan pembuangan panas perangkat telah menjadi hambatan teknis dalam pengembangan perangkat listrik. Bahan keramik sendiri memiliki sifat seperti konduktivitas termal yang tinggi, ketahanan panas yang baik, insulasi yang tinggi, kekuatan yang tinggi, dan kesesuaian termal dengan bahan chip, sehingga sangat cocok sebagai substrat pengemasan perangkat listrik.
Silikon nitrida
Silikon nitrida saat ini terutama digunakan sebagai bahan keramik, dan keramik silikon nitrida merupakan bahan utama yang sangat diperlukan dalam teknologi industri, terutama teknologi mutakhir.
Alumina bulat
Di antara banyak bahan bubuk konduktif termal, alumina bulat mengandalkan konduktivitas termal yang tinggi, koefisien pengisian yang tinggi, fluiditas yang baik, teknologi yang matang, spesifikasi yang kaya, dan harga yang relatif masuk akal. Harga telah menjadi kategori bubuk konduktif termal paling utama di bidang konduktivitas termal kelas atas. dalam industri bubuk konduktif termal.
Barium titanat
Barium titanat (BaTiO3) merupakan struktur perovskit tipe ABO3. Sejak sifat dielektrik yang sangat baik dari keramik barium titanat ditemukan pada paruh pertama abad ke-20, keramik ini telah digunakan sebagai bahan dielektrik untuk kapasitor. Saat ini merupakan bahan dielektrik yang paling umum digunakan. Salah satu serbuk keramik elektronik yang paling umum juga menjadi bahan induk pembuatan komponen elektronik, sehingga disebut sebagai “tulang punggung industri keramik elektronik”.
Zirkonia nanokomposit
Zirkonia nanokomposit adalah jenis zirkonia yang dapat mempertahankan fase tetragonal atau kubik pada suhu kamar setelah ditambahkan zat penstabil. Stabilisatornya terutama adalah oksida tanah jarang (Y2O3, CeO2, dll.) dan oksida logam alkali tanah (CaO, MgO, dll.) ).
Silikon karbida dengan kemurnian tinggi
Bahan silikon karbida dapat dibagi menjadi dua kategori: keramik dan kristal tunggal. Sebagai bahan keramik, persyaratan kemurniannya tidak terlalu ketat dalam bidang aplikasi umum.
Proses modifikasi permukaan bubuk
Modifikasi permukaan serbuk disebut juga modifikasi permukaan serbuk. Dengan perkembangan teknologi baru yang modern, proses baru, dan material baru, material komposit fungsional memiliki dampak yang penting. Modifikasi permukaan adalah perubahan yang disengaja pada sifat fisik dan kimia permukaan material tertentu melalui metode fisik, kimia, mekanik, dan lainnya, seperti struktur permukaan dan gugus fungsi, energi permukaan, sifat listrik, sifat optik, sifat adsorpsi dan reaktivitas, dll. .Mencapai kompatibilitas, dispersi, dan peningkatan kinerja komprehensif antara material yang berbeda. Artikel ini membahas secara singkat proses rekayasa modifikasi permukaan serbuk anorganik.
Proses modifikasi permukaan terutama dibagi menjadi tiga kategori, yaitu proses kering, proses basah, dan proses komposit. Di sini kita fokus pada dua proses pertama.
Modifikasi kering
Proses modifikasi kering berarti serbuk selalu disimpan dalam keadaan kering dan didispersikan, dilapisi, digabungkan, dll dalam lingkungan kering. Ada proses produksi berkelanjutan dan proses produksi terputus-putus, serta prosesnya sederhana dan fleksibel.
Efek modifikasi dari proses modifikasi kering terutama berkaitan dengan bentuk impeler, kecepatan putaran, suhu, laju pengisian, waktu pencampuran, metode penambahan dan jumlah pengubah, dll. Desain internal adalah untuk memberikan daya yang berbeda pada material untuk mencapai pencampuran yang seragam. Tingkat pengisian secara langsung mempengaruhi pengoperasian keseluruhan material dalam peralatan. Jika kecepatan pengisian terlalu tinggi, tidak akan ada ruang untuk pergerakan di dalam. Jika laju pengisian terlalu kecil, bilah tidak dapat menyentuh material sepenuhnya dan material tidak dapat mencapai energi kinetik yang diperlukan. Umumnya permukaan bubuk anorganik memerlukan suhu tertentu untuk menyerap atau bereaksi dengan pengubah untuk mencapai efek modifikasi.
Proses produksi kering berkelanjutan mengacu pada proses produksi yang terus menerus menambahkan bahan dan terus menambahkan pengubah.
Tuan rumah modifikasi dari proses ini umumnya mengumpankan material melalui pengukuran, termasuk perangkat pengumpanan pengubah, terutama melalui pengukuran penurunan berat badan, pengukuran aliran, pengukuran tekanan, dll. Pengubah tidak perlu diencerkan, bubuk dan pengubah tersebar dengan baik, dan waktu modifikasi relatif singkat. Karena proses otomatis atau semi otomatis yang berkelanjutan, intensitas tenaga kerja rendah, efisiensi produksi tinggi, dan cocok untuk produksi industri skala besar. Karena pengumpanan yang terus menerus, pergantian bahan menjadi tidak fleksibel dan tidak cocok untuk produksi volume kecil dan penggantian bahan yang sering.
Efek modifikasi permukaan serbuk tidak hanya berkaitan dengan ukuran partikel, tetapi juga dipengaruhi oleh banyak faktor. Pengubah yang berbeda harus dipilih untuk sistem yang berbeda.
Pengaruh teknologi penggilingan ultrafine pada bubuk biologis
Bidang penerapan teknologi penggilingan ultrahalus dan peralatan untuk bubuk menjadi semakin luas. Karena pesatnya perkembangan berbagai industri, persyaratan sifat fisik dan kimia bubuk seperti ukuran partikel semakin tinggi. Bubuk yang memenuhi sifat fisik yang disyaratkan seringkali dapat memberikan pengalaman yang lebih baik dan nilai tambah pada produk. Teknologi penggilingan ultrafine dikembangkan untuk beradaptasi dengan perkembangan teknologi tinggi modern, dan banyak digunakan dalam makanan, pengobatan tradisional Tiongkok, dan bidang pengolahan lainnya.
Teknologi penggilingan ultrahalus
Teknologi penggilingan ultrafine berasal dari tahun 1970an. Ini mengacu pada teknologi pemrosesan baru yang menggunakan metode pemrosesan mekanis seperti tumbukan, tumbukan, geser, penggilingan, dispersi, klasifikasi, dan pelapisan permukaan untuk menghancurkan material hingga tingkat mikron; secara khusus, ini mengacu pada penggunaan mesin Atau teknologi pengoperasian yang menggunakan tenaga fluida untuk mengatasi kohesi internal padatan dan menghancurkan bahan berukuran 0,5-5 mm menjadi bubuk ultra-halus dengan diameter kurang dari 10μm.
Jenis teknologi penggilingan ultrafine
Saat ini, ada dua jenis teknologi mikronisasi: metode penghancuran fisik dan metode sintesis kimia. Metode penghancuran fisik meliputi metode fase padat, metode fase cair dan metode fase gas. Mereka terutama mengandalkan aksi mekanis dari peralatan yang umum digunakan seperti ball mill, impact pulverizer, jet pulverizer dan getaran frekuensi tinggi ultra-fine pulverizer, atau menggunakan tekanan tinggi, kecepatan tinggi Energi aliran udara menyebabkan partikel material berproduksi benturan keras, tumbukan dan gaya gesekan satu sama lain, sehingga menghancurkan material. Metode ini memiliki biaya rendah dan hasil tinggi, dan merupakan cara utama untuk menyiapkan bubuk ultrahalus. Metode sintesis kimia menggunakan molekul, ion, dan atom untuk mensintesis lebih lanjut bubuk berukuran mikron, berukuran sub-mikron, atau bahkan berukuran nano. Namun, outputnya rendah, biaya pemrosesannya tinggi, dan jangkauan penerapannya sempit.
Prinsip penggilingan ultrahalus
Untuk penggilingan ultrahalus bahan obat Tiongkok dan makanan kesehatan, ini terutama mengacu pada penggilingan ultrahalus tingkat sel (disebut sebagai pemecahan dinding sel). Pemecahan sel mengacu pada operasi penghancuran dengan tujuan menghancurkan dinding sel bahan tanaman.
Penggilingan ultrafine didasarkan pada prinsip teknologi mikron. Dengan ultra-mikronisasi suatu zat, susunan molekul permukaannya, struktur distribusi elektron, dan struktur kristal semuanya berubah, menghasilkan efek permukaan, efek ukuran kecil, efek kuantum, dan efek penerowongan kuantum makroskopis yang tidak dimiliki oleh material massal (granular), sehingga menghasilkan Dibandingkan dengan partikel makroskopis, produk ultrahalus memiliki serangkaian sifat fisik, kimia, dan antarmuka permukaan yang sangat baik.
Pengaruh teknologi penggilingan ultrafine pada bubuk biologis
Teknologi penghancuran ultrahalus mengolah bahan mentah menjadi bubuk ultrahalus melalui tumbukan, tumbukan, penggilingan dan cara bahan lainnya, sehingga sifat fisik dan kimia serta fungsi strukturnya mengalami perubahan tertentu, termasuk ukuran partikel bahan baku bubuk yang tinggi. Penilaian akurasi dan perubahan aktivitas permukaan.
(1) Dampak penggilingan ultrahalus pada ekstraksi bahan aktif dari bubuk: meningkatkan laju disolusi bahan aktif, nutrisi, elemen pelacak, dan bahan bahan mentah lainnya. Dengan membandingkan laju disolusi serbuk halus Astragalus dan serbuk ultrahalus dengan metode disolusi in vitro, ditemukan bahwa pembubaran polisakarida Astragalus berkaitan erat dengan ukuran partikel bubuk; dampak teknologi penggilingan ultrafine terhadap bahan aktif Rhodiola rosea, Ganoderma lucidum dan bahan baku lainnya juga dipelajari.
(2) Pengaruh penggilingan ultrafine terhadap bioavailabilitas bubuk: meningkatkan pencernaan dan penyerapan dalam tubuh, meningkatkan bioavailabilitas, dan meningkatkan pemanfaatan produk. Teknologi penghancuran ultrafine dapat mempertahankan komponen bioaktif partikel bubuk.
(3) Dampak penggilingan ultrafine pada karakteristik pemrosesan bubuk: meningkatkan karakteristik pemrosesan bahan mentah, meningkatkan pemanfaatan bahan, dan menghemat sumber daya. Penelitian menunjukkan bahwa penggilingan ultra-halus dapat secara signifikan meningkatkan kapasitas menahan air pada suhu tinggi, transparansi, dan kinerja pengendapan sekaligus mengurangi ukuran partikel.
Teknologi penggilingan ultrafine banyak digunakan di banyak bidang
Teknologi penggilingan ultrafine merupakan teknologi penggilingan yang menggiling bahan mentah hingga tingkat mikron atau sub-mikron dan telah banyak digunakan di banyak bidang.
Saat ini, teknologi penggilingan ultrahalus terutama mencakup metode umum berikut.
Teknologi penggilingan ultrahalus
Metode penggilingan: Gunakan media penggilingan di pabrik pasir untuk memutar dan bertabrakan dengan bahan mentah dengan kecepatan tinggi untuk menghancurkan bahan mentah hingga tingkat nanometer. Khusus untuk kebutuhan penghancuran yang membutuhkan ketelitian dan keseragaman tinggi, sand mill lebih umum digunakan.
Mesin pelet bertekanan tinggi: menggunakan tekanan tinggi untuk menekan bahan mentah melalui cetakan dengan pori-pori halus untuk mencapai penghancuran. Metode ini cocok untuk material yang memiliki persyaratan khusus untuk bentuk dan distribusi partikel.
Metode energi fluida udara: Bahan mentah dipecah melalui benturan dan tumbukan aliran udara berkecepatan tinggi, kemudian diklasifikasikan dan dipisahkan melalui pengklasifikasi. Metode ini cocok untuk situasi di mana ukuran partikel dan akurasi klasifikasi penghancuran material tinggi.
Latar belakang teknologi penggilingan ultrafine dapat ditelusuri kembali ke perkembangan ilmu kimia dan material modern.
Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi serta berkembangnya industrialisasi, kebutuhan masyarakat akan sediaan partikel halus semakin meningkat. Ruang lingkup penerapan teknologi penggilingan ultrafine mencakup material elektronik energi baru, pelapis, makanan, keramik, obat-obatan, kosmetik, dan banyak bidang lainnya.
Bidang aplikasi
Di bidang material elektronik energi baru, teknologi penggilingan ultrafine dapat menggiling material elektronik hingga tingkat nanometer, meningkatkan luas permukaan dan reaktivitas material elektronik, serta meningkatkan kinerja dan keandalan material.
Teknologi penggilingan ultrafine dapat digunakan dalam persiapan bahan baterai, bahan semikonduktor, dll., dan sangat penting dalam mendorong pengembangan dan inovasi industri elektronik.
Di bidang pangan, teknologi penggilingan ultra halus dapat menggiling bahan mentah pangan hingga tingkat mikron, meningkatkan keseragaman dan cita rasa produk, serta meningkatkan kualitas dan cita rasa pangan.
Teknologi penggilingan ultrafine dapat digunakan dalam pembuatan kopi, bumbu, bubuk kakao, rempah-rempah, bahan tambahan minuman teh, sereal dan makanan lainnya, dan berperan penting dalam meningkatkan daya saing pasar produk dan kepuasan pelanggan.
Di bidang pelapis dan keramik, teknologi penghancuran ultrahalus dapat menghancurkan pigmen dan bahan pengisi hingga tingkat mikron, meningkatkan saturasi warna dan tekstur pelapis dan keramik, serta meningkatkan anti penuaan dan daya tahan produk. Teknologi penggilingan ultrafine dapat diterapkan pada persiapan pelapis, keramik, dan produk lainnya, serta berperan penting dalam meningkatkan kualitas produk dan efek warna.
Di bidang kedokteran, teknologi penggilingan ultrafine dapat menggiling bahan baku obat hingga tingkat nanometer, sehingga meningkatkan kelarutan obat, meningkatkan bioavailabilitas, dan mencapai pelepasan yang terkontrol dan tepat sasaran.
Teknologi penggilingan ultrafine dapat diterapkan pada sediaan padat oral, suntikan, sediaan kapsul, dll., yang memainkan peran penting dalam pengembangan dan produksi obat.
Di bidang kosmetik, teknologi penggilingan ultra halus dapat menggiling bahan aktif dan pigmen hingga tingkat mikron, meningkatkan stabilitas dan adsorpsi produk, serta meningkatkan permeabilitas dan efektivitas kulit.
Teknologi penggilingan ultrafine dapat digunakan dalam persiapan produk perawatan kulit, kosmetik, lipstik, eye shadow dan produk lainnya, yang sangat penting untuk meningkatkan kualitas dan efek produk.
Saat ini, teknologi penggilingan ultrafine yang ada di pasaran telah mencapai tingkat yang sangat tinggi. Dengan mengoptimalkan struktur peralatan dan parameter proses, penggiling ultra-halus modern dapat mencapai efisiensi penggilingan yang lebih tinggi, kontrol ukuran partikel penggilingan yang lebih baik, dan konsumsi energi yang lebih rendah.
Beberapa penggiling ultrafine canggih juga dilengkapi dengan sistem kontrol cerdas untuk mewujudkan pengoperasian dan pemantauan otomatis, sehingga meningkatkan efisiensi dan stabilitas produksi.
Teknologi penggilingan ultrafine memiliki prospek penerapan yang luas. Tren pengembangan di masa depan terutama akan berfokus pada peningkatan efisiensi penggilingan dan akurasi kontrol ukuran partikel, mengembangkan lebih banyak teknologi penggilingan ultrafine dengan sifat spesifik, dan meneliti metode persiapan untuk produk yang lebih fungsional.
7 alur proses dasar penggilingan ultrahalus
Proses penggilingan ultrahalus mekanis umumnya mengacu pada proses penggilingan dan klasifikasi untuk menyiapkan distribusi ukuran partikel d97≤10μm, yang dibagi menjadi metode kering dan metode basah. Operasi unit penggilingan ultra halus (yaitu penggilingan ultra halus satu tahap) yang saat ini digunakan di industri memiliki alur proses sebagai berikut:
Proses pembukaan
Umumnya, pabrik aliran udara seperti tipe datar atau cakram, tipe tabung sirkulasi, dll sering menggunakan proses sirkuit terbuka ini karena memiliki fungsi penilaian mandiri. Selain itu, proses ini sering digunakan untuk penggilingan ultrahalus intermiten.
Kelebihan alur proses ini adalah prosesnya yang sederhana. Namun, untuk penggiling ultra halus yang tidak memiliki fungsi klasifikasi mandiri, karena tidak ada pengklasifikasi dalam proses ini, produk bubuk ultra halus yang memenuhi syarat tidak dapat dipisahkan tepat waktu. Oleh karena itu, rentang distribusi ukuran partikel produk umum sangatlah luas.
Proses sirkuit tertutup
Proses ini terdiri dari pengklasifikasi dan penggiling ultra-halus yang membentuk sistem sirkuit tertutup klasifikasi penghancur-halus ultra-halus. Proses ini sering digunakan dalam operasi penghancuran terus menerus pada pabrik bola, pabrik pengaduk, pabrik tumbukan mekanis berkecepatan tinggi, pabrik getaran, dll.
Keuntungannya adalah dapat memisahkan produk bubuk ultrahalus yang memenuhi syarat secara tepat waktu, sehingga mengurangi aglomerasi partikel halus dan meningkatkan efisiensi operasi penghancuran ultrahalus.
Proses pembukaan dengan pra-penilaian
Dalam proses ini, bahan diklasifikasikan sebelum dimasukkan ke dalam penggiling ultra halus, dan bahan berbutir halus langsung digunakan sebagai produk bubuk ultra halus. Bahan berbutir kasar kemudian masuk ke penggiling ultra-halus untuk dihancurkan.
Jika umpan mengandung bubuk ultrahalus berkualitas dalam jumlah besar, penggunaan proses ini dapat mengurangi beban pada penghancur, mengurangi konsumsi energi per unit produk bubuk ultrahalus, dan meningkatkan efisiensi pengoperasian.
Proses sirkuit tertutup dengan pra-penilaian
Operasi gabungan ini tidak hanya membantu meningkatkan efisiensi penghancuran dan mengurangi konsumsi energi per unit produk, namun juga mengontrol distribusi ukuran partikel produk.
Alur proses ini juga dapat disederhanakan menjadi hanya satu grader, yaitu grader yang sama digunakan untuk pra-perataan dan inspeksi serta penilaian.
Proses pembukaan dengan penilaian akhir
Ciri-ciri proses penghancuran ini adalah satu atau lebih pengklasifikasi dapat dipasang setelah penghancur untuk memperoleh dua atau lebih produk dengan kehalusan dan distribusi ukuran partikel yang berbeda.
Proses pembukaan dengan penilaian pra-penilaian dan penilaian akhir
Inti dari aliran proses ini tidak hanya dapat memisahkan terlebih dahulu beberapa produk berbutir halus yang memenuhi syarat untuk mengurangi beban penghancur, tetapi juga peralatan klasifikasi akhir dapat memperoleh dua atau lebih produk dengan kehalusan dan distribusi ukuran partikel yang berbeda.
Jumlah tahap penghancuran terutama bergantung pada ukuran partikel bahan mentah dan kehalusan produk yang dibutuhkan. Untuk bahan baku dengan ukuran partikel yang relatif kasar, dapat digunakan proses penghancuran halus atau fine grinding kemudian penghancuran ultra-halus. Umumnya, bahan mentah dapat dihancurkan hingga 74 μm atau 43 μm dan kemudian proses penghancuran ultra-halus dapat digunakan.
Untuk material yang memerlukan ukuran partikel sangat halus dan mudah menggumpal, proses penghancuran ultra-halus multi-tahap secara seri dapat digunakan untuk meningkatkan efisiensi pengoperasian. Namun, secara umum, semakin banyak tahapan penghancuran, semakin rumit pula prosesnya.
Peran bubuk ultrafine dalam bahan tahan api
Fungsi utama bubuk ultrahalus dalam bahan tahan api adalah untuk meningkatkan sifat pengisian dan meningkatkan sifat konstruksi. Selain itu, seiring dengan peningkatan kinerja aliran castable, densitas curah juga akan meningkat.
Setelah menambahkan bubuk ultrafine ke bahan tahan api, porositas nyata menurun sementara kekuatan meningkat secara signifikan. Sifat suhu tinggi lainnya juga akan ditingkatkan. Peran bubuk ultrafine tidak dapat dipisahkan dari bahan tambahan. Hanya dengan memilih jenis bubuk dan bahan tambahan ultrahalus yang tepat serta menggunakan jumlah yang tepat barulah mereka dapat memainkan peran maksimalnya.
Mekanisme kerja bubuk ultrahalus sangatlah kompleks, karena jenis bubuk ultrahalus yang berbeda memiliki mekanisme kerja yang berbeda pula. Namun, jumlah bubuk ultrahalus tidak boleh melebihi 7%. Jika melebihi 7%, maka akan lebih dari cukup untuk mengisi kesenjangan tersebut. Sisa bubuk ultrafine akan membutuhkan banyak air dan tidak akan padat, namun tidak akan ada perubahan pada pori-pori. Jika dosisnya dikontrol kurang dari 5%, celah pada castable akan terisi, konsumsi air akan besar, kepadatan volume akan kecil, dan pori-pori yang terlihat akan tinggi. Oleh karena itu, kisaran penggunaan terbaik adalah antara 5-7%.
Padahal, fungsi bedak ultrafine adalah untuk mengisi. Massa jenis bahan pengecoran tahan api tradisional relatif besar, dan banyak pori-pori akan terisi oleh kelebihan air. Setelah airnya dikeluarkan, pori-pori akan tertinggal. Ketika bubuk ultrahalus ditambahkan, pori-pori akan terisi dengan bubuk ultrahalus. Mengisi, sejumlah kecil mikropori terisi air. Dengan cara ini, ketika bahan tahan api dicampur, jumlah air berkurang. Setelah dicetak dan dibongkar, air akan keluar, dan pori-pori yang tersisa akan jauh lebih sedikit. Dengan kata lain, penambahan bubuk ultrahalus akan mengurangi jumlah air yang ditambahkan, meningkatkan kepadatan massal bahan cor dan mengurangi porositas.
Singkatnya, efek pengisian bubuk ultrahalus lebih baik dibandingkan bubuk silika pada bahan tahan api, dan dosisnya juga lebih sedikit. Aktivitas distribusi ukuran partikel serbuk ultrahalus a-Al2O3 lebih baik dibandingkan dengan Sio2, karena proporsi serbuk ultrahalus kurang dari 1 μm menyumbang 96,5%, sedangkan Sio2 aktif hanya 69%. Kehalusan, bentuk, dan aktivitas bubuk ultrahalus lebih kuat dibandingkan silika fume Sio2. .