14 методов поверхностной обработки покрытия из ультрадисперсного порошка
Ультрадисперсный порошок обычно относится к частицам с размером микрона или нанометра. По сравнению с сыпучими обычными материалами, он имеет большую удельную площадь поверхности, поверхностную активность и более высокую поверхностную энергию, поэтому он обладает превосходными оптическими, тепловыми, электрическими, магнитными, каталитическими и другими свойствами. В качестве функционального материала сверхдисперсный порошок в последние годы широко изучается и находит все более широкое применение в различных областях народного хозяйства.
1. Метод механического перемешивания. С помощью экструзии, удара, сдвига, трения и других механических сил модификатор равномерно распределяется по внешней поверхности частиц порошка, благодаря чему различные компоненты могут проникать и диффундировать друг в друга с образованием покрытия.
2. Метод твердофазной реакции. Полностью смешать и измельчить несколько солей металлов или оксидов металлов в соответствии с формулой, затем прокалить и напрямую получить сверхтонкий порошок покрытия посредством твердофазной реакции.
3. Гидротермальный метод. В замкнутой системе высокой температуры и высокого давления вода используется как среда для получения особой физико-химической среды, которую невозможно получить в условиях нормального давления, так что предшественник реакции полностью растворяется и достигает определенной степени пересыщения, тем самым формируя элементы роста, а затем зародышеобразование и кристаллизация делают композитный порошок.
4. Золь-гель метод. Сначала предшественник модификатора растворяют в воде (или органическом растворителе) с образованием однородного раствора, а растворенное вещество и растворитель подвергают гидролизу или алкоголизу с получением золя модификатора (или его предшественника); затем предварительно обработанные частицы с покрытием равномерно смешивают с золем, чтобы частицы были равномерно диспергированы в золе, после обработки золь превращается в гель и прокаливают при высокой температуре для получения порошка, покрытого модификатором на внешней поверхности , тем самым реализуя модификацию поверхности порошка.
5. Метод осаждения. К раствору, содержащему частицы порошка, добавляют осадитель или добавляют вещество, способное вызвать образование осадителя в реакционной системе, чтобы модифицированные ионы подверглись реакции осаждения и выпали в осадок на поверхности частиц, покрывая тем самым частицы.
6. Метод гетерогенной коагуляции (также известный как «метод смешанной флокуляции»). Метод, основанный на том принципе, что частицы с противоположными зарядами на поверхности могут притягиваться друг к другу и агломерироваться. Если диаметр частиц одного типа намного меньше диаметра другой заряженной частицы, то в процессе агломерации малая частица будет адсорбироваться на внешней поверхности крупной частицы с образованием покрытия.
7. Метод нанесения микроэмульсионного покрытия. Сначала микроводяное ядро, образованное микроэмульсией В/М (вода-в-масле), используется для приготовления ультрадисперсного порошка, подлежащего покрытию, а затем порошок покрывается и модифицируется с помощью микроэмульсионной полимеризации.
8. Метод неравномерной нуклеации. В соответствии с теорией процесса кристаллизации LAMER слой покрытия формируется за счет использования гетерогенного зародышеобразования и роста частиц модификатора на матрице частиц с покрытием.
9. Метод химического покрытия. Это относится к процессу осаждения металла химическим методом без внешнего тока, включая метод вытеснения, метод контактного покрытия и метод восстановления.
10. Сверхкритический флюидный метод. Это новая технология, которая еще находится в стадии изучения. В сверхкритических условиях снижение давления может привести к пересыщению, а высокие скорости пересыщения могут быть достигнуты, позволяя твердым растворенным веществам кристаллизоваться из сверхкритических растворов.
11. Метод химического осаждения из паровой фазы. При относительно высокой температуре смешанный газ взаимодействует с поверхностью подложки, разлагая некоторые компоненты смешанного газа и образуя на подложке металлическое или составное покрытие.
12. Высокоэнергетический метод. Метод покрытия наночастиц с использованием инфракрасных лучей, ультрафиолетовых лучей, γ-лучей, коронного разряда, плазмы и т. д. в совокупности называется высокоэнергетическими методами. В высокоэнергетическом методе обычно используют некоторые вещества с активными функциональными группами для получения покрытия на поверхности наночастиц под действием высокоэнергетических частиц.
13. Метод спрей-пиролиза. Принцип процесса заключается в том, чтобы распылить смешанный раствор нескольких солей, содержащих необходимые положительные ионы, в туман и отправить его в реакционную камеру, нагретую до заданной температуры, и в результате реакции получить мелкие композитные порошкообразные частицы.
Каковы методы классификации ультрадисперсных порошков?
Ультрадисперсный порошок является не только основой для получения конструкционных материалов, но и материалом со специальными функциями. Поле, обязательное для заполнения. По мере все более широкого применения ультратонких порошков в современной промышленности все более важным становится положение технологии классификации порошков в обработке порошков.
1. Значение классификации
В процессе измельчения только часть порошка обычно соответствует требованиям к размеру частиц. Если продукты, соответствующие требованиям, не отделить вовремя, а затем измельчить вместе с продуктами, не отвечающими требованиям по размеру частиц, это приведет к растрате энергии и чрезмерному измельчению некоторых продуктов.
Кроме того, после того, как частицы будут измельчены до определенной степени, появятся явления дробления и агломерации, и даже процесс дробления ухудшится из-за агломерации более крупных частиц. По этой причине в процессе приготовления ультрадисперсного порошка необходимо классифицировать продукт. С одной стороны, размер частиц продукта контролируется, чтобы он находился в пределах требуемого диапазона распределения; Затем раздавите, чтобы повысить эффективность дробления и снизить потребление энергии.
С улучшением требуемой крупности порошка и увеличением производительности сложность технологии классификации становится все выше и выше. Проблема классификации порохов стала ключевой, ограничивающей развитие пороховой техники, и является одной из важнейших базовых технологий пороховой технологии. один. Поэтому исследования технологии и оборудования для классификации ультратонких порошков очень необходимы.
2. Принцип классификации
Классификация в широком смысле заключается в разделении частиц на несколько различных частей с использованием различных характеристик размера частиц, плотности, цвета, формы, химического состава, магнетизма и радиоактивности. Классификация в узком смысле основана на том факте, что частицы разного размера в среде (обычно в воздухе и воде) подвергаются действию центробежной силы, силы тяжести, силы инерции и т. д., что приводит к различным траекториям движения, чтобы реализовать классификация частиц разного размера.
3. Классификация классификаторов
В зависимости от используемой среды ее можно разделить на сухую классификацию (среда — воздух) и влажную классификацию (среда — вода или другие жидкости). Особенностью сухой классификации является то, что в качестве жидкости используется воздух, что относительно дешево и удобно, но имеет два недостатка. Во-первых, легко вызвать загрязнение воздуха, а во-вторых, точность классификации невысока. Влажная классификация использует жидкость в качестве среды классификации, и существует множество проблем с последующей обработкой, то есть классифицированный порошок необходимо обезвоживать, сушить, диспергировать, очищать сточные воды и т. д., но он обладает характеристиками высокой точности классификации. и никакой взрывоопасной пыли.
В зависимости от наличия движущихся частей его можно разделить на две категории:
(1) Статический классификатор: в классификаторе нет движущихся частей, таких как гравитационный классификатор, инерционный классификатор, циклонный сепаратор, спиральный классификатор воздушного потока, струйный классификатор и т. д. Этот тип классификатора имеет простую структуру, не требует питания и имеет низкие эксплуатационные расходы. Эксплуатация и техническое обслуживание более удобны, но точность классификации невысока, поэтому она не подходит для точной классификации.
(2) Динамический классификатор: в классификаторе есть движущиеся части, в основном относящиеся к различным классификаторам турбин. Этот тип классификатора имеет сложную структуру, требует мощности и потребляет много энергии, но он имеет высокую точность классификации и легко настраивается размер частиц классификатора. Пока скорость вращения крыльчатки регулируется, можно изменить размер режущих частиц классификатора, что подходит для точной классификации.
Применение талька в инженерных пластмассах
Порошок талька представляет собой белый, хлопьевидный, неорганический и инертный природный минерал с высоким соотношением сторон. Он широко используется в сплавах PP, PA, PC/ABS, PBT, LCP и других инженерных пластмассах. Он имеет аналогичное снижение стоимости наполнения карбонатом кальция и двойную функцию, армированную стекловолокном. Порошок талька обладает способностью повышать температуру HDT продуктов, модуль изгиба тонкостенных продуктов и снижать коэффициент линейного расширения CLTE и т. д. Он широко используется в таких отраслях, как автомобилестроение, бытовая техника и пищевые контейнеры.
Кристаллическая структура талька слоистая, легко расщепляется на чешуйки и обладает особыми свойствами, такими как смазывающая способность, антипригарность, текучесть, неабсорбент и химическая инертность. Сверхтонкий тальковый порошок перерабатывается из природных минералов с помощью нескольких процессов, таких как добыча полезных ископаемых, грубый отбор, тонкий отбор, дробление, грубый помол, измельчение воздушным потоком и т. Д. Ключевым фактором для высококачественных продуктов из талька является сохранение хлопьевидной структуры. тальк в высшей степени.
1) Изделия с наполнителем из ультратонкого порошка талька обладают высоким модулем упругости и подходят для деталей с высокой жесткостью.
2) Модификация наполнителя имеет лучшую размерную стабильность, лучшую способность контролировать соотношение сторон и характеристики защиты от коробления, очевидно, лучше, чем у стекловолокна.
3) Микропорошок талька можно использовать в качестве неорганического зародышеобразователя, помогая органическому зародышеобразователю достичь эффекта зародышеобразования и повысить температуру ГДТ.
4) Соответствовать требованиям FDA, ROHS и другим нормам, а также соответствовать пределу, согласно которому тальк не содержит асбеста (Международный центр исследования рака IARC перечисляет «асбестосодержащий тальк» как канцероген)
Применение талька в ТПО
В тех же экспериментальных условиях измените тип EPDM / POE, содержание упрочняющего агента и выберите продукты из талька разной толщины, чтобы оценить полную прочность модифицированного ТПО, ударную вязкость с надрезом при комнатной температуре и низкой температуре, и температура HDT и производительность линейной усадки материала. Ниже приведен индекс размера частиц талька Yimifabi, которые обычно используются на рынке.
Сверхтонкий тальковый порошок имеет более хлопьевидную структуру, которая может лучше укрепить пластмассы ТПО, обеспечить изделиям ТПО низкую степень усадки, улучшить стабильность размеров изделий и использоваться для производства «тонкостенных» изделий, чтобы можно было проектировать изделия. Более тонкие и более точные размеры.
Влияние порошка на теплопроводность глиноземной керамики
В процессе приготовления керамических материалов подготовка порошка является очень важным звеном, и характеристики порошка напрямую определяют характеристики готового керамического изделия. Характеристики порошка в основном зависят от гранулометрического состава и микроскопической морфологии порошка.
Распределение частиц порошка по размерам в основном влияет на размер зерна и характеристики спекания керамических материалов. Исследователи изучили влияние распределения частиц порошка по размерам на плотность алюмооксидного керамического материала, и результаты показали, что алюмооксидную керамику с плотностью почти 99% можно приготовить независимо от использования широкой или узкой частицы. порошок распределения размера, и его размер зерна может быть сохранен. Однако при размере примерно 1 мкм более широкое распределение частиц по размерам может увеличить плотность спрессованного порошком неспеченного материала, позволяя материалу подвергаться процессу уплотнения с меньшей скоростью усадки. Основная причина заключается в том, что крупные частицы в порошке с широким гранулометрическим составом будут образовывать больше пустот, которые в процессе формования заполняются мелкими частицами.
Исследователи провели более глубокое исследование по этому поводу. Они разделили спекание на три стадии: начальную, среднюю и позднюю стадии. Порошок с более широким гранулометрическим составом увеличивает плотность сырца и ускоряет скорость уплотнения керамики на ранней стадии спекания. Кроме того, на средней стадии спекания порошок с широким гранулометрическим составом увеличивает скорость роста зерен, а закрытые изолирующие поры в материале внедряются в более крупную зернистую матрицу, поэтому он лучше спекается и помогает поддерживать высокая скорость спекания на поздней стадии спекания. Однако более широкое распределение частиц по размерам приведет к разнице в уплотнении из-за скопления локальных частиц материала. Даже когда распределение частиц по размерам превышает определенный размер, размер зерна спеченного тела будет слишком большим, а структура пор станет более грубой. Для получения высокоуплотненной глиноземной керамики выбор методов формования и спекания играет ключевую роль в выборе гранулометрического состава порошка. Следовательно, гранулометрический состав порошка оказывает большое влияние на плотность керамического материала, которая, в свою очередь, определяет теплопроводность керамики.
Порошок оксида алюминия правильной формы будет иметь большое влияние на характеристики керамических материалов в процессе спекания. Исследователи считают, что порошок с разумным размером частиц и градацией частиц можно гранулировать, добавляя в порошок связующее вещество. Повышение текучести окажет положительное влияние на последующее формование и спекание. Среди них процесс грануляции заключается в придании порошку сферической формы под действием связующего, что также косвенно показывает, что сферический оксид алюминия играет положительную роль в повышении плотности керамики в процессе формования и спекания.
Следовательно, можно обнаружить, что характеристики (морфология и размер частиц) порошка влияют на характеристики спекания керамики, что также означает, что теплопроводность керамики неотделима от нее. После формования и спекания чешуйчатый порошок имеет более низкую плотность и более высокую пористость. , исследователи предварительно предположили, что его теплопроводность невелика; и сферический порошок оксида алюминия может производить прозрачную керамику высокой плотности, поэтому можно сделать вывод, что использование сферического порошка для приготовления теплопроводной керамики является подходящим выбором.
Процесс классификации сверхтонких порошков
Сверхтонкое порошковое сырье является не только основой для изготовления конструкционных материалов. По мере все более широкого применения сверхтонкого порошка в современной промышленности положение технологии классификации сверхтонкого порошка в обработке порошка становится все более и более важным.
В настоящее время сверхтонкому порошку, полученному механическими способами, трудно достичь требуемого размера частиц путем механического измельчения за один раз, и продукт часто находится в большом диапазоне распределения размеров частиц. При использовании в различных современных областях промышленности часто требуется, чтобы ультрадисперсные порошкообразные продукты находились в определенном диапазоне гранулометрического состава.
В настоящее время более распространенный метод классификации основан на гравитационном поле и поле центробежной силы.
Принцип градации гравитационного поля является самой старой, классической и относительно совершенной теорией, и его теоретическая основа основана на законе Стокса в состоянии ламинарного течения. В процессе классификации предполагается, что поле течения осуществляется в ламинарном состоянии течения, а сверхмелкие твердые частицы предполагаются сферическими и свободно оседающими в среде. Они сильно отличаются от реальной ситуации. В поле центробежной силы частицы могут получить гораздо большее центробежное ускорение, чем ускорение свободного падения, поэтому скорость осаждения той же частицы в центробежном поле намного выше, чем в поле силы тяжести, другими словами, даже более мелкие частицы могут получить большая скорость оседания.
Кроме того, классификацию сверхтонкого порошка можно разделить на сухую классификацию и влажную классификацию в зависимости от используемой среды. Особенностью сухой классификации является то, что в качестве жидкости используется воздух, что дешево и удобно, но имеет два недостатка. Во-первых, легко вызвать загрязнение воздуха, а во-вторых, точность классификации невысока. Влажная классификация использует жидкость в качестве среды классификации, и существует множество проблем с последующей обработкой, то есть классифицированный порошок необходимо обезвоживать, сушить и диспергировать для очистки сточных вод и т. д., но он обладает характеристиками высокой точности классификации и отсутствие взрывоопасной пыли.
В соответствии с различными жидкими средами его можно разделить на сухую классификацию и влажную классификацию. В сухой классификации его можно разделить на гравитационный, центробежный и инерционный в соответствии с различными принципами классификации.
1. Гравитационный сверхтонкий классификатор
Сверхтонкий гравитационный классификатор используется для классификации частиц разного размера в гравитационном поле при разных скоростях осаждения. Существует два типа гравитационных классификаторов: с горизонтальным потоком и с вертикальным потоком.
2. Классификатор инерции
Частицы обладают определенной кинетической энергией при движении, и при одинаковой скорости движения чем больше масса, тем больше кинетическая энергия, т. е. больше инерция движения. Когда они подвергаются действию изменения направления движения, из-за разницы в инерции будут формироваться разные траектории движения, чтобы реализовать классификацию больших и малых частиц. В настоящее время размер классификационных частиц этого классификатора может достигать 1 мкм. Если можно эффективно избежать агломерации частиц и наличия вихревых токов в классификационной камере, ожидается, что размер частиц при классификации достигнет субмикронного уровня, а точность и эффективность классификации будут значительно улучшены.
3. Центробежный классификатор
Центробежные классификаторы — это тип ультратонких классификаторов, которые были разработаны до сих пор, потому что они легко создают поле центробежной силы, которое намного сильнее, чем гравитационное поле. В соответствии с различными схемами течения в поле центробежной силы его можно разделить на два типа: тип свободного вихря и тип вынужденного вихря.
4. Струйный классификатор
По сравнению с другими классификаторами струйный классификатор имеет следующие характеристики:
(1) В сортировочной части нет движущихся частей, объем работ по техническому обслуживанию невелик, а работа надежна.
(2) Струйная струя может обеспечить хорошее предварительное рассеивание порошка.
(3) Как только частицы диспергированы, они сразу же поступают в классификатор для быстрой классификации, максимально избегая вторичной агломерации частиц.
(4) Можно получать многоуровневые продукты, а размер частиц каждого уровня можно гибко регулировать за счет угла наклона сортировочного лезвия и выходного давления.
(5) Высокая эффективность классификации и детализация классификации.
Получение сверхтонкого оксида редкоземельного металла
Ультрадисперсные соединения редкоземельных элементов имеют более широкий спектр применения. Например, сверхпроводящие материалы, функциональные керамические материалы, катализаторы, чувствительные материалы, полировальные материалы, люминесцентные материалы, прецизионное гальванопокрытие и высокопрочные сплавы с высокой температурой плавления — все они требуют сверхдисперсных порошков редкоземельных элементов. Получение сверхдисперсных соединений редкоземельных элементов в последние годы стало одним из основных направлений исследований.
Метод приготовления ультрадисперсного порошка редкоземельных элементов делится на твердофазный, жидкофазный и газофазный в зависимости от агрегатного состояния вещества.
Среди методов осаждения метод осаждения бикарбонатом аммония и метод осаждения оксалатов являются классическими методами получения обычных оксидов редкоземельных элементов. Пока соответствующие условия контролируются или изменяются, можно приготовить сверхтонкие порошки соединений редкоземельных элементов, поэтому они наиболее подходят для промышленного применения. Метод производства также является методом, который более изучен. Гидрокарбонат аммония является дешевым и доступным промышленным сырьем. Метод осаждения бикарбонатом аммония представляет собой метод, разработанный в последние годы для получения ультрадисперсных порошков оксидов редкоземельных элементов. Он отличается простотой эксплуатации, низкой стоимостью и подходит для промышленного производства.
В ходе исследований было установлено, что концентрация редкоземельных элементов является залогом образования однородно-дисперсного сверхдисперсного порошка. В эксперименте по осаждению Ce3+, когда концентрация является подходящей, она обычно составляет 0,2~0,5 моль/л. Сверхтонкий порошок кальцинированного оксида церия, размер его частиц небольшой, равномерный и с хорошей дисперсией; когда концентрация слишком высока, скорость образования зерен высока, а образующиеся зерна многочисленны и малы, а агломерация происходит, когда начинается осаждение, и карбонат является серьезным. Агломерированный и имеющий форму полосы окончательно полученный оксид церия все еще сильно агломерирован и имеет большой размер частиц; когда концентрация слишком низкая, скорость образования зерен низкая, но зерна легко растут, и невозможно получить сверхтонкий оксид церия.
Концентрация бикарбоната аммония также влияет на размер частиц оксида церия. Когда концентрация бикарбоната аммония составляет менее 1 моль/л, размер частиц полученного оксида церия мал и однороден; когда концентрация бикарбоната аммония превышает 1 моль/л, происходит частичное осаждение, что приводит к агломерации, размер частиц полученного оксида церия относительно велик, а агломерация является серьезной.
Метод осаждения оксалатов прост, практичен, экономичен и применим в промышленности. Это традиционный метод получения порошка оксида редкоземельного элемента, но размер частиц приготовленного оксида редкоземельного элемента обычно составляет 3-10 мкм.
Процесс производства сверхтонкого талька
Сверхтонкий тальк представляет собой ультратонкий натуральный тальк, полученный из высокочистой тальковой руды. Он широко используется в пластмассах, резине, покрытиях и других отраслях промышленности. Сверхтонкий тальк в основном используется в полиуретановых прозрачных грунтовках и полиуретановых сплошных цветных покрытиях для деревянных покрытий на основе растворителей. Он широко используется в промышленных покрытиях, в основном для снижения затрат и улучшения характеристик заполнения грунтовок. В латексной краске на водной основе он может придать краске хорошую способность к нанесению кистью, выравнивание, сохранение блеска и гибкость, и в то же время эффективно улучшить коррозионную стойкость и сухость покрытия.
Обогащение талька можно разделить на флотацию, ручную сепарацию, магнитную сепарацию, фотоэлектрическую сепарацию. В настоящее время в технологии флотации все еще есть некоторые недостатки, поэтому вся промышленность в основном не использует флотационное обогащение; ручная селекция основана на различии гладкости тальковых и пустых минералов, а также на накопленном работниками опыте селекции, которая в настоящее время чаще используется. метод. Метод сортировки с использованием различных оптических свойств поверхности талька и примесей минералов называется фотоэлектрической сепарацией, и в настоящее время этот метод все больше ценится и используется предприятиями.
После сортировки и хранения руды на складе она партиями поступает в цех для дробления и грубого порошкового измельчения перед сверхтонким измельчением: сначала молотковое дробление, затем измельчение на вертикальной мельнице, обезжелезивание и расфасовка в мешки.
С развитием науки и техники, а также с постоянным повышением требований к применению на рынке, тальк тонкого и сверхтонкого помола стал эталоном для измерения качества продуктов из талька. Тальк имеет твердость по Моосу, равную 1, и естественным образом поддается дроблению и измельчению. В настоящее время существует в основном два метода сверхтонкого измельчения талька на внутреннем и международном рынках: один - струйное измельчение и измельчение, другой - вертикальная мельница плюс сортировка и просеивание; Конечно, существуют и другие методы обработки, такие как водяная мельница, кольцевая прокатка и т. д., но ни один из них не является основным.
Сначала представьте процесс струйного измельчения: Грубый порошок - струйное измельчение - удаление железа - готовый порошок, тонкость конечного продукта тонкого порошка, измельченного таким образом, может достигать 1250-5000 меш (D97 = 30-5um).
Во-вторых, это производственный процесс вертикальной мельницы плюс классификация: вертикальное измельчение мелкого порошка-классификационное устройство-сортировка-1-2-уровневое просеивание-удаление железа-готовый порошок, тонкость конечного продукта тонкого порошка, измельченного таким образом, может достигать 1250- 2500 меш (D97=30—8 мкм).
С помощью вышеуказанного рабочего процесса и стандартизированных методов работы мы строго контролируем производственный процесс каждого звена и понижаем класс неквалифицированных продуктов, чтобы соответствовать требованиям качества 100% пропускной способности продукта.
В настоящее время при переработке сверхтонкого талька в основном используется сухой процесс.
Модификация поверхности и применение ультрадисперсного порошка барита
Баритовый порошок является важным барийсодержащим неорганическим минеральным сырьем, которое сильно отличается от свойств полимерных материалов и не имеет сродства, что ограничивает его применение в области полимерных материалов. Для дальнейшего улучшения его характеристик и расширения области применения необходимо изменить поверхность баритового порошка.
Механизм модификации
Модификация поверхности неорганических минеральных порошков в основном достигается за счет адсорбции и нанесения химических модификаторов на поверхность минеральных порошков. Модификация поверхности одного или обоих из двух веществ должна осуществляться небольшими молекулами или полимерными соединениями с амфотерными группами, липофильными и гидрофильными группами, а минералы производятся путем химической реакции или физического покрытия. Поверхность меняется с гидрофильной на гидрофобную, что повышает совместимость и сродство с органическими полимерами, а также улучшает дисперсию, благодаря чему органические и неорганические вещества лучше сочетаются.
Способ модификации
Методы модификации поверхности включают физическую адсорбцию, нанесение покрытия или физико-химические методы. Вообще говоря, методы модификации поверхности минеральных частиц в основном включают следующие типы.
1 модификация покрытия поверхности
Используйте неорганические или органические вещества для покрытия поверхности минерального порошка, придавая поверхности частицы новые свойства. Этот метод заключается в объединении поверхностно-активного вещества или связующего агента с поверхностью частицы путем адсорбции или химического связывания, так что поверхность частицы изменяется с гидрофильной на гидрофобную, а совместимость между частицей и полимером улучшается. Этот метод в настоящее время является наиболее часто используемым методом.
2 Модификация реакции осаждения
Реакция химического осаждения используется для нанесения продукта на поверхность минерального порошка с образованием одного или нескольких «модифицированных слоев» для достижения эффекта модификации.
3 механохимическая модификация
Используя механическое напряжение для активации поверхности в качестве средства измельчения и дробления минералов, относительно крупные частицы становятся меньше за счет дробления, трения и т. д.
4 модификации трансплантата
Некоторые группы или функциональные группы, совместимые с полимерами, прививаются к поверхности частиц в результате химической реакции, так что неорганические частицы и полимеры имеют лучшую совместимость, чтобы достичь цели соединения неорганических частиц и полимеров.
5 химическая модификация поверхности
Этот метод модификации в настоящее время является наиболее широко используемым методом в производстве. Он использует модификаторы поверхности для химической реакции или адсорбции определенных функциональных групп на поверхности минерала для достижения цели химической модификации.
6. Высокоэнергетическая модификация поверхности
Используйте огромную энергию, генерируемую высокоэнергетическим разрядом, ультрафиолетовыми лучами, плазменными лучами и т. д., чтобы модифицировать поверхность частиц, чтобы сделать поверхность активной и улучшить совместимость между частицами и полимером.
Изделия из барита широко используются в нефтяной, химической, лакокрасочной и металлургической промышленности. Кроме того, барит также может быть частично использован в производстве фрикционных дисков для транспортных средств. Ультратонкий порошок модифицированного барита и высокоорганический полимер обладают хорошей совместимостью и сродством и могут быть равномерно диспергированы в матрице; он может заменить дорогостоящий осажденный сульфат бария в бумаге с односторонним покрытием, покрытиях и красках, снижая производственные затраты. Использование других модификаторов для модификации баритового порошка по-прежнему имеет большие перспективы, и для этого все еще необходимо использовать более высокие технические средства и методы для постоянного изучения и разработки.
Технология классификации сверхтонких порошков и ее типовое оборудование
Ультрадисперсный порошок является не только основой для получения конструкционных материалов, но и материалом со специальными функциями. Поле, обязательное для заполнения.
По мере все более широкого применения ультратонких порошков в современной промышленности все более важным становится положение технологии классификации порошков в обработке порошков.
1. Значение классификации
В процессе измельчения только часть порошка обычно соответствует требованиям к размеру частиц. Если продукты, соответствующие требованиям, не отделить вовремя, а затем измельчить вместе с продуктами, не отвечающими требованиям по размеру частиц, это приведет к растрате энергии и чрезмерному измельчению некоторых продуктов. Кроме того, после того, как частицы будут измельчены до определенной степени, появятся явления дробления и агломерации, и даже процесс дробления ухудшится из-за агломерации более крупных частиц.
По этой причине в процессе приготовления ультрадисперсного порошка необходимо классифицировать продукт. С одной стороны, размер частиц продукта контролируется, чтобы он находился в пределах требуемого диапазона распределения; Затем раздавите, чтобы повысить эффективность дробления и снизить потребление энергии.
С улучшением требуемой крупности порошка и увеличением производительности сложность технологии классификации становится все выше и выше. Проблема классификации порохов стала ключевой, ограничивающей развитие пороховой техники, и является одной из важнейших базовых технологий пороховой технологии. один. Поэтому исследования технологии и оборудования для классификации ультратонких порошков очень необходимы.
2. Принцип классификации
Классификация в широком смысле заключается в разделении частиц на несколько различных частей с использованием различных характеристик размера частиц, плотности, цвета, формы, химического состава, магнетизма и радиоактивности.
Классификация в узком смысле основана на том факте, что частицы разного размера в среде (обычно в воздухе и воде) подвергаются действию центробежной силы, силы тяжести, силы инерции и т. д., что приводит к различным траекториям движения, чтобы реализовать классификация частиц разного размера.
3. Классификация классификаторов
В зависимости от используемой среды ее можно разделить на сухую классификацию (среда — воздух) и влажную классификацию (среда — вода или другие жидкости). Характерной чертой сухой классификации является то, что в качестве жидкости используется воздух, что недорого и удобно.
В зависимости от наличия движущихся частей его можно разделить на две категории:
(1) Статический классификатор: в классификаторе нет движущихся частей, таких как гравитационный классификатор, инерционный классификатор, циклонный сепаратор, спиральный классификатор воздушного потока, струйный классификатор и т. д. Этот тип классификатора имеет простую структуру, не требует питания и имеет низкие эксплуатационные расходы. Эксплуатация и техническое обслуживание более удобны, но точность классификации невысока, поэтому она не подходит для точной классификации.
(2) Динамический классификатор: в классификаторе есть движущиеся части, в основном относящиеся к различным классификаторам турбин. Этот тип классификатора имеет сложную структуру, требует мощности и потребляет много энергии, но он имеет высокую точность классификации и легко настраивается размер частиц классификатора. Пока скорость вращения крыльчатки регулируется, можно изменить размер режущих частиц классификатора, что подходит для точной классификации.
Типичное сортировочное оборудование
(1) мокрый классификатор
Влажная классификация ультрадисперсного порошка в основном делится на гравитационный тип и центробежный тип в соответствии с текущей рыночной ситуацией.
(2) Сухой классификатор
Большинство сухих классификаторов используют поле центробежной силы и поле инерционной силы для классификации порошка, и в настоящее время они являются важным оборудованием для тонкой классификации, которое быстро развивается. Ниже приведены несколько репрезентативных устройств.
Конический центробежный воздушный классификатор. Конический центробежный воздушный классификатор осуществляет разделение крупного и мелкого порошка под действием центробежной силы. Размер мельчайших частиц готового продукта на этом оборудовании может достигать около 0,95 мкм, а точность классификации d75/d25 может достигать 1,16.
В оборудовании нет движущихся частей, а угол наклона дефлектора можно регулировать в пределах от 7° до 15°. Оборудование имеет компактную структуру, высокую эффективность классификации и безопасную и надежную работу.
Технология покрытия поверхности ультрадисперсным порошком
Сверхтонкий порошок (обычно относится к частицам с размером частиц микрона или нанометра) обладает характеристиками большой удельной поверхности, высокой поверхностной энергией и высокой поверхностной активностью, поэтому он обладает превосходными оптическими, электрическими и магнитными свойствами, которые трудно сопоставить со многими сыпучие материалы. , термические и механические свойства. Однако из-за эффекта малого размера, эффекта квантового размера, эффекта интерфейса и поверхности, а также эффекта макроскопического квантового туннелирования ультрадисперсного порошка его легко агломерировать в воздушной и жидкой среде. Если его не диспергировать, агломерированный ультрадисперсный порошок не может полностью сохранять свои специфические свойства. Наиболее эффективным способом диспергирования ультрадисперсного порошка является модификация его поверхности. В последние годы технология модификации поверхности порошка стала одной из горячих технологий, на которые обращают внимание люди. Среди них модификация поверхностного покрытия является важным видом технологии модификации поверхности. Покрытие, также известное как покрытие или покрытие, представляет собой метод покрытия поверхности минеральных частиц неорганическими или органическими веществами для достижения модификации.
В настоящее время существует несколько методов классификации технологии покрытия поверхности ультрадисперсным порошком в соответствии с различными методами. Например, в зависимости от состояния реакционной системы ее можно разделить на: метод твердофазного покрытия, метод жидкофазного покрытия и метод газофазного покрытия; в зависимости от свойств материала оболочки его можно разделить на: метод металлического покрытия, метод неорганического покрытия и метод органического покрытия; Свойства покрытия можно разделить на: метод физического покрытия, метод химического покрытия и так далее.
Метод твердофазного покрытия
1) Механохимический метод
2) Метод твердофазной реакции
Метод твердофазной реакции заключается в тщательном смешивании вещества с покрытием с солью металла или оксидом металла посредством измельчения, а затем в проведении твердофазной реакции при высокотемпературном прокаливании с получением микро/нано ультратонкого порошка с покрытием.
3) Высокоэнергетический метод
Метод покрытия сверхмелкозернистых частиц высокоэнергетическими частицами, такими как ультрафиолетовые лучи, коронный разряд и излучение плазмы, в совокупности называется высокоэнергетическими методами. Это относительно новая технология порошковой окраски.
4) Метод полимерной инкапсуляции
Нанесение слоя органических веществ на поверхность порошка может усилить его антикоррозионный барьерный эффект, улучшить смачиваемость и стабильность в органических средах, а также усилить межфазную регуляцию в композитных материалах за счет закрепления активных молекул или биомолекул и биологически функциональных.
5) Метод модификации микрокапсул
Модификация метода микрокапсул заключается в покрытии слоя однородной пленки микронного или наноразмерного размера на поверхности мелких частиц для изменения характеристик поверхности частиц.
Метод жидкого покрытия
Технология жидкофазного покрытия заключается в достижении покрытия поверхности во влажной среде химическими методами. По сравнению с другими методами он имеет преимущества простого процесса, низкой стоимости и того, что его проще сформировать структуру ядро-оболочка. Обычно используемые жидкофазные методы включают гидротермальный метод, метод осаждения, метод золь-гель, метод гетерогенного зародышеобразования и метод химического осаждения.
1) Гидротермальный метод
2) Золь-гель метод
3) метод осаждения
Метод осаждения заключается в добавлении раствора соли металла материала покрытия к водной суспензии порошка с покрытием, а затем добавлении осадителя к раствору, чтобы вызвать осаждение иона металла и его осаждение на поверхности порошка для достижения поверхности. эффект покрытия.
4) Метод неравномерной нуклеации
5) Метод химического покрытия
Метод химического нанесения покрытия относится к технологии покрытия, при которой раствор для покрытия подвергается самокаталитической реакции окисления-восстановления без внешнего тока, а ионы металла в растворе для покрытия подвергаются реакции восстановления, превращаясь в частицы металла, осаждающиеся на поверхности порошка. .
6) Микроэмульсионный метод
7) Разный метод флокуляции
Паровое покрытие
Метод покрытия в газовой фазе заключается в использовании модификатора в перенасыщенной системе для сбора на поверхности частиц с образованием покрытия на частицах порошка. Он включает физическое осаждение из паровой фазы и химическое осаждение из паровой фазы. Первый основан на силе Ван-дер-Ваальса для достижения покрытия частиц, а сила связи между ядром и оболочкой невелика; последний использует газообразные вещества для реакции на поверхности наночастиц с образованием твердых отложений для достижения эффекта покрытия. Положитесь на химическую связь.
С развитием науки и техники технология порошковых покрытий будет совершенствоваться, и ожидается получение многофункциональных, многокомпонентных и более стабильных ультрадисперсных композитных частиц, что откроет более широкие перспективы применения композитных частиц.