การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการบดละเอียดพิเศษในเครื่องสำอาง
การบดละเอียดพิเศษหมายถึงการทำงานของหน่วยในการบดวัสดุเนื้อหยาบให้มีขนาดอนุภาคน้อยกว่า 10~25 μm เมื่อวัสดุถูกบดจนมีขนาดอนุภาคน้อยกว่า 10 μm อนุภาคที่ละเอียดมากจะมีกิจกรรมพื้นผิว อัตราส่วนโมฆะ และพลังงานพื้นผิวสูง จึงทำให้วัสดุมีความสามารถในการละลาย การดูดซับ ความลื่นไหล และแสง ไฟฟ้า แม่เหล็กและอื่น ๆ ที่เป็นเอกลักษณ์ คุณสมบัติ. เทคโนโลยีการบดละเอียดพิเศษถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอาหาร ยา วัสดุข้อมูล ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ วัสดุฉนวนความร้อน วัสดุทนไฟขั้นสูง เซรามิกไฮเทค สารเคลือบ สารตัวเติม และอุตสาหกรรมวัสดุใหม่、
ในฐานะที่เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับการบดผงผงละเอียดพิเศษ เครื่องบดแบบเจ็ทใช้การไหลเวียนของอากาศเหนือเสียงเพื่อกระแทกวัสดุเพื่อทำให้วัสดุชนกันเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการบดละเอียดพิเศษ ดังนั้นอุปกรณ์เครื่องบดแบบเจ็ทจึงใช้งานง่าย ปราศจากมลภาวะ และมีความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์สูง สูง การบำรุงรักษากิจกรรมที่ดี การกระจายตัวของผงที่ดี ขนาดอนุภาคขนาดเล็กและการกระจายแคบ พื้นผิวอนุภาคเรียบ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการบดยาที่ไวต่อความร้อนและความชื้นแบบละเอียดเป็นพิเศษ
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมเครื่องสำอางในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและผงยาสมุนไพรจีนจำนวนมากถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องสำอางต่างๆ อย่างไรก็ตามวัตถุดิบมีอนุภาคขนาดใหญ่และละลายในน้ำที่อุณหภูมิต่ำได้ยากหรือดูดซึมเข้าสู่ผิวหนังได้ยากเมื่อทาโดยตรง ด้วยการบดส่วนผสมออกฤทธิ์อย่างประณีต อุณหภูมิการละลายของส่วนผสมออกฤทธิ์จะลดลงอย่างมาก ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการรักษากิจกรรมและการดูดซึมผ่านผิวหนัง นอกจากนี้ เทคโนโลยีการบดแบบไหลเวียนของอากาศยังใช้ในการผลิตเครื่องสำอางแป้งอัดแข็งคุณภาพสูง เพื่อปรับปรุงโครงสร้างแป้งและปรับปรุงประสิทธิภาพของแป้งอัดแข็งและคุณภาพของผลิตภัณฑ์อย่างมาก เทคโนโลยีการบดแบบ Airflow crushing มีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง
1) เทคโนโลยีไมโครไนเซชันเป็นชุดกระบวนการและเทคโนโลยีที่สมบูรณ์และเป็นกระบวนการที่เป็นระบบซึ่งจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐานสุขอนามัยเครื่องสำอางในระหว่างกระบวนการผลิตเครื่องสำอาง หากต้องการนำไปใช้กับอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง เราควรรวมคุณลักษณะของอุตสาหกรรมเครื่องสำอางเข้าด้วยกันเพื่อออกแบบอุปกรณ์บดละเอียดพิเศษที่ทำความสะอาดและฆ่าเชื้อได้ง่าย ไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อผลิตภัณฑ์ในระหว่างกระบวนการผลิต ไม่ก่อให้เกิดฝุ่น และมี การใช้พลังงานต่ำ
2) เสริมสร้างการวิจัยทางทฤษฎีขั้นพื้นฐานเกี่ยวกับการบดละเอียดพิเศษ รวมคุณสมบัติของผงต่างๆ ออกแบบโมดูลบนพื้นฐานของการทดลอง สร้างแบบจำลองข้อมูล พัฒนาอุปกรณ์บดไหลเวียนของอากาศแบบครบวงจร และปรับปรุงประสิทธิภาพการสนับสนุนที่ครอบคลุมและอัตโนมัติ ความสามารถในการควบคุม ด้วยความสามารถในการประมวลผลของเครื่องเดียว ทำให้ได้ผงละเอียดพิเศษที่มีการกระจายขนาดอนุภาคแคบ และสามารถปรับให้เข้ากับการแปรรูปวัสดุที่มีลักษณะแตกต่างกันและความแข็งต่างๆ
3) ค้นหาวิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดการสึกหรอของอุปกรณ์การเจียรไหลเวียนของอากาศในระหว่างการบด ยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ และลดมลภาวะของผลิตภัณฑ์ มุ่งเน้นไปที่การแก้ปัญหาวัสดุของห้องบดการไหลเวียนของอากาศและแหวนหัวฉีด และพัฒนาวัสดุโลหะผสมที่มีความต้านทานการสึกหรอสูง นอกจากนี้ การไหลของกระบวนการที่เหมาะสมยังเป็นมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการลดการสึกหรอของกระแสลมอีกด้วย
4) ค้นหาวิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดการใช้พลังงานและปรับปรุงการใช้พลังงาน และเอาชนะข้อบกพร่องที่ใหญ่ที่สุดของการใช้พลังงานต่ำของโรงสีเครื่องบินไอพ่น
5) การพัฒนาเทคโนโลยีการบดแบบไหลเวียนของอากาศจะให้การสนับสนุนทางเทคนิคสำหรับการพัฒนาเครื่องสำอางคุณภาพสูง เทคโนโลยีขั้นสูง และยอดเยี่ยม และเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันในตลาดของผลิตภัณฑ์ เทคโนโลยีการบดด้วยการไหลของอากาศไม่เพียงแต่สามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องสำอางแป้งอัดแข็งและผลิตภัณฑ์มาส์กหน้าเท่านั้น แต่ยังมีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในการปรับสภาพวัตถุดิบที่ออกฤทธิ์และยาสมุนไพรจีนอีกด้วย
การบด API ในกระบวนการให้ยาที่เป็นของแข็งในช่องปาก
ในกระบวนการผลิตรูปแบบยาที่เป็นของแข็งในช่องปาก การบดยาจำนวนมากมักเป็นการดำเนินการหน่วยที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง ในด้านหนึ่ง ขนาดอนุภาคของ API อาจส่งผลต่อการดูดซึมยา สำหรับการเตรียมของแข็งในช่องปากที่ละลายได้ต่ำ ยิ่งขนาดอนุภาคของวัตถุดิบมีขนาดเล็กลง การละลายก็จะเร็วขึ้นและการดูดซึมของยาก็อาจได้รับการปรับปรุงเช่นกัน นอกจากนี้ ขนาดอนุภาคของ API ยังมีผลกระทบสำคัญต่อความลื่นไหลของผง กระบวนการผสม และการแบ่งชั้นของผง และปัจจัยเหล่านี้มีผลกระทบสำคัญต่อความเสถียรของกระบวนการผลิต
ในกระบวนการสังเคราะห์ วัตถุดิบสำหรับรูปแบบยาที่เป็นของแข็งในช่องปากมักได้มาจากการตกผลึก โดยการควบคุมกระบวนการตกผลึก สามารถควบคุมขนาดอนุภาคของยาวัตถุดิบได้ในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ในหลายกรณี ขนาดอนุภาคและการกระจายขนาดอนุภาคของ API ที่ได้จากการตกผลึกมักจะไม่สามารถตอบสนองความต้องการของการเตรียมการได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องประมวลผล API เพิ่มเติมในระหว่างการเตรียมการผลิต กล่าวคือ บดขยี้ API เพื่อควบคุมขนาดอนุภาคภายในช่วงเป้าหมาย
โดยทั่วไปแล้ว วิธีการบดสามารถแบ่งออกเป็นวิธีแห้งและเปียกตามสื่อต่าง ๆ ที่กระจายตัวระหว่างการบด วิธีเปียกคือการกระจาย API ในตัวกลางที่เป็นของเหลวสำหรับการบด ในขณะที่วิธีแห้งคือการบด API ในก๊าซ (อากาศ ไนโตรเจน ฯลฯ) วิธีแห้งส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการบดวัตถุดิบที่เตรียมเป็นของแข็ง
หลักการบดของโรงสีค้อนส่วนใหญ่จะตีอนุภาคยาดิบอย่างต่อเนื่องผ่านค้อน/ค้อนหมุนความเร็วสูง และอนุภาคจะชนกับช่องบดหรือระหว่างอนุภาคเพิ่มเติม กระบวนการเหล่านี้สามารถลดขนาดอนุภาคได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่ออนุภาคมีขนาดเล็กพอที่จะผ่านรูตะแกรงที่เลือกไว้ ก็จะถูกระบายออกจากห้องบด โรงสีค้อนมีกำลังการผลิตขนาดใหญ่และใช้พลังงานต่ำ และเหมาะสำหรับการบดยาที่เปราะมากกว่า วัสดุที่มีความหนืดบางชนิดไม่เสี่ยงต่อการแตกของอนุภาคจากการตีด้วยกลไก และไม่เหมาะสำหรับการบดด้วยค้อน อย่างไรก็ตามวัสดุสามารถระบายความร้อนได้เพื่อเพิ่มความเปราะของวัสดุและเพิ่มความสะดวกในการบด นอกจากนี้ การทุบด้วยค้อนยังก่อให้เกิดความร้อนอย่างรุนแรง ดังนั้นจึงต้องใส่ใจกับความเสถียรของวัสดุ สารประกอบที่มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า 100°C ไม่เหมาะสำหรับวิธีการบดด้วยเครื่องจักร เช่น การบดด้วยค้อน โดยทั่วไปโรงสีค้อนเหมาะสำหรับการบดขนาดอนุภาคที่สูงกว่า 10 μm ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับผลการบดของโรงสีค้อนโดยทั่วไป ได้แก่ รูปร่างและวิธีการติดตั้งของใบค้อน ความเร็วในการหมุนและความเร็วในการป้อน ฯลฯ
เครื่องบดแบบเกลียวเจ็ทเป็นเครื่องบดแบบไหลเวียนของอากาศทั่วไปที่มีโครงสร้างทางกลที่ค่อนข้างเรียบง่ายและการทำงานแบบบด การไหลของอากาศที่มีแรงดันจะนำวัสดุเข้าไปในห้องบดด้วยความเร็วที่กำหนดผ่านหัวฉีดป้อน มีหัวฉีดหลายตัวบนระนาบเดียวกันรอบๆ ห้องบดแบบวงแหวน ซึ่งพ่นกระแสลมด้วยความเร็วสูงสุด 300~500 เมตร/วินาทีเข้าไปในห้องบด ทำให้เกิดกระแสลมวน ทำให้อนุภาคที่เข้าสู่ห้องบดเคลื่อนที่ในระดับสูง ความเร็วกับการไหลของอากาศและอนุภาคและอนุภาคอื่น ๆ หรือห้องบด ร่างกายถูกกระแทกและการเสียดสีอย่างรุนแรง กระบวนการบดส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการชนกันระหว่างอนุภาค ตามด้วยการชนกันระหว่างอนุภาคและช่องบด การเคลื่อนที่เป็นวงกลมของอนุภาคในกระแสลมจะสร้างแรงเหวี่ยงที่แน่นอน เมื่อการบดดำเนินไป ขนาดอนุภาคและมวลจะลดลง และแรงเหวี่ยงที่ได้รับจะเล็กลงเรื่อยๆ เมื่อแรงเหวี่ยงมีน้อยเพียงพอ กระแสลมที่ปล่อยออกมาจากห้องบดจะนำอนุภาคไปที่ศูนย์กลางของกระแสลมวอร์เท็กซ์ จากนั้นจะถูกระบายออกจากห้องบดด้วยกระแสลมเพื่อให้กระบวนการบดเสร็จสมบูรณ์ การไหลเวียนของอากาศแบบหมุนวนนี้ช่วยให้กระบวนการบดและการจำแนกประเภทสามารถดำเนินการไปพร้อมๆ กัน ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่มีการกระจายขนาดอนุภาคที่แคบลง
การประยุกต์และการวิจัยโวลลาสโตนไนต์ดัดแปลง
Wollastonite เป็นแร่อโลหะที่สำคัญอย่างยิ่ง องค์ประกอบทางเคมีหลักคือแคลเซียมเมตาซิลิเกต (CaSiO3) มันเป็นของระบบผลึกสามเหลี่ยมและมีสีเทาขาว วอลลาสโทไนท์มีอัตราส่วนกว้างยาว โครงสร้างคล้ายเข็มตามธรรมชาติ และประสิทธิภาพที่มั่นคง ทำให้เป็นวัสดุเสริมแรงที่ดีเยี่ยม นอกจากโครงสร้างเส้นใยตามธรรมชาติแล้ว วอลลาสโทไนท์ยังมีการดูดซับน้ำมัน ค่าการนำไฟฟ้า และการสูญเสียอิเล็กทริกต่ำมากอีกด้วย มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในพลาสติก ยาง สี สารเคลือบ และสาขาอื่นๆ และสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกลและไตรโบโลยีของเมทริกซ์ได้อย่างมีนัยสำคัญ ปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนและความเสถียรของมิติของผลิตภัณฑ์
อย่างไรก็ตาม วอลลาสโทไนต์ตามธรรมชาติเป็นแบบที่ชอบน้ำ และเมื่อผสมกับโพลีเมอร์อินทรีย์ การกระจายตัวจะไม่เท่ากันเนื่องจากมีขั้วที่แตกต่างกัน ซึ่งช่วยลดคุณสมบัติทางกลของผลิตภัณฑ์ที่เติมลงไป เพื่อปรับปรุงการกระจายตัวและความเข้ากันได้ในเมทริกซ์อินทรีย์ เช่นเดียวกับคุณสมบัติทางกลของผลิตภัณฑ์ วอลลาสโทไนต์มักจำเป็นต้องได้รับการปรับเปลี่ยนพื้นผิว
เทคโนโลยีการปรับเปลี่ยน Wollastonite
เทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของวอลลาสโทไนต์สามารถแบ่งออกเป็น: การปรับเปลี่ยนพื้นผิวอินทรีย์และการปรับเปลี่ยนพื้นผิวอนินทรีย์
สำหรับการปรับเปลี่ยนพื้นผิวแบบอินทรีย์ สารปรับสภาพพื้นผิวที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ สารเชื่อมต่อไซเลน, สารเชื่อมต่อไททาเนตและอะลูมิเนต, สารลดแรงตึงผิว และเมทิลเมทาคริเลต ในหมู่พวกเขาการปรับเปลี่ยนตัวแทนเชื่อมต่อไซเลนเป็นหนึ่งในวิธีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวที่ใช้กันทั่วไปสำหรับผงวอลลาสโตนและโดยทั่วไปจะใช้กระบวนการปรับเปลี่ยนแบบแห้ง ปริมาณของสารเชื่อมต่อสัมพันธ์กับความครอบคลุมที่ต้องการและพื้นที่ผิวจำเพาะของผง โดยทั่วไปขนาดยาคือ 0.5% ถึง 1.5% ของมวลวอลลาสโทไนต์
ภูมิหลังทางเทคนิคของการปรับเปลี่ยนพื้นผิวอนินทรีย์คือ โวลลาสโตนไนต์ในฐานะตัวเติมโพลีเมอร์มักจะทำให้วัสดุตัวเติมมีสีเข้มขึ้น มีค่าการสึกหรอมากขึ้น และทำให้อุปกรณ์การประมวลผลสึกหรอได้ง่าย การปรับเปลี่ยนการเคลือบพื้นผิวอนินทรีย์สามารถปรับปรุงซิลิโคน เส้นใยหินสีเทาเติมสีของวัสดุโพลีเมอร์ และลดค่าการสึกหรอ ปัจจุบันการปรับเปลี่ยนพื้นผิวอนินทรีย์ของเส้นใยแร่วอลลาสโทไนต์ส่วนใหญ่ใช้วิธีการตกตะกอนทางเคมีเพื่อเคลือบพื้นผิวด้วยแคลเซียมซิลิเกตนาโนเมตร ซิลิกา และแคลเซียมคาร์บอเนตนาโนเมตร
การประยุกต์และการวิจัยโวลลาสโตนไนต์ดัดแปลง
(1) พลาสติก
โพรพิลีน (PP) เป็นหนึ่งในห้าพลาสติกเอนกประสงค์ มีคุณสมบัติที่ครอบคลุมได้ดีกว่าพลาสติกเอนกประสงค์อื่นๆ ได้รับการพัฒนาและใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นในด้านรถยนต์ การบินและอวกาศ การก่อสร้าง และการแพทย์
(2) การทำกระดาษ
การใช้วอลลาสโทไนต์ในอุตสาหกรรมกระดาษค่อนข้างแตกต่างจากสารตัวเติมอื่นๆ ไม่ใช่การเติมธรรมดาเหมือนฟิลเลอร์ทั่วไป โดยหลักๆ แล้วอาศัยอัตราส่วนกว้างยาวที่สูงกว่าเพื่อให้ทราบถึงการผสมผสานระหว่างวอลลาสโทไนต์และเส้นใยพืชเพื่อสร้างเส้นใยพืช โครงสร้างเครือข่ายของเส้นใยไฟเบอร์-แร่สามารถทดแทนเส้นใยสั้นของพืชได้ ซึ่งสามารถปรับปรุงความทึบและความสามารถในการพิมพ์ของกระดาษที่ผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปรับปรุงความสม่ำเสมอ และลดต้นทุนการผลิต
(3) วัสดุเสียดสี
ผลิตภัณฑ์วอลลาสโทไนต์สำหรับวัสดุเสียดสีคือผงคล้ายเข็มวอลลาสโทไนต์ เมื่อเปรียบเทียบกับสถานการณ์การใช้งานแบบดั้งเดิม ส่วนใหญ่จะใช้เป็นสารตัวเติมในผ้าเบรก คลัตช์ ฯลฯ ผงวอลลาสโทไนต์ที่เป็นผงรูปแอคคูลาร์เป็นสิ่งทดแทนแร่ใยหินชนิดใยสั้นในอุดมคติ สามารถปรับปรุงความเสถียรของวัสดุเสียดสี ลดการแตกร้าว ปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอและคุณสมบัติการคืนสภาพ และคุณสมบัติทางกลอื่น ๆ ได้ในระดับหนึ่ง
(4) การเคลือบผิว
Wollastonite สามารถใช้เป็นเม็ดสีเสริมและทดแทนสีขาวบางส่วนในสีได้ นอกจากนี้ ตามลักษณะของวอลลาสโทไนต์เอง ยังสามารถใช้เป็นสารเติมแต่งดัดแปลงการเคลือบเพื่อขยายการทำงานของวัสดุได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น วอลลาสโทไนท์มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดี และสามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการเคลือบป้องกันการกัดกร่อน
(5) ยาง
ในอุตสาหกรรมยาง ผงโวลลาสโตนไนต์สามารถทดแทนส่วนหนึ่งของไททาเนียมไดออกไซด์ คาร์บอนแบล็คสีขาว ดินเหนียว แคลเซียมเบา ลิโธโพน และวัสดุอื่น ๆ มีผลเสริมแรงบางอย่าง และสามารถปรับปรุงพลังการซ่อนตัวของสีบางชนิดได้
(6) คอนกรีตเสริมซีเมนต์/ไฟเบอร์
เส้นใยวอลลาสโตนไนต์เข้ามาแทนที่เส้นใยแร่ใยหินชนิดสั้นและเส้นใยแก้ว และถูกเติมลงในซีเมนต์ คอนกรีต และวัสดุก่อสร้างอื่นๆ ซึ่งสามารถปรับปรุงความต้านทานแรงกระแทก ความแข็งแรงในการดัดงอ ความต้านทานการสึกหรอ และความเสถียรของมิติของวัสดุ
ความสำคัญของกระบวนการดัดแปลงผงซิลิกอนคาร์ไบด์
ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) เป็นวัสดุอนินทรีย์อโลหะที่มีการใช้งานที่หลากหลายและมีโอกาสในการพัฒนาที่ดี หลังจากถูกทำให้เป็นเซรามิกแล้ว ก็จะเป็นวัสดุโครงสร้างที่ดีเยี่ยม มีโมดูลัสยืดหยุ่นสูง และมีความแข็งจำเพาะ ไม่ง่ายที่จะเปลี่ยนรูป และมีค่าการนำความร้อนสูงและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำได้กลายเป็นหนึ่งในข้อพิจารณาหลักสำหรับวัสดุเครื่องยนต์ความร้อนที่อุณหภูมิสูง และสามารถใช้ในหัวฉีดที่มีอุณหภูมิสูง ใบพัดกังหัน โรเตอร์เทอร์โบชาร์จเจอร์ ฯลฯ
ดังนั้น อุตสาหกรรมจึงได้หยิบยกข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับเซรามิก SiC ในแง่ของความแม่นยำทางเรขาคณิต ความแข็งแรง ความทนทาน และความน่าเชื่อถือ และกระบวนการขึ้นรูปเป็นส่วนสำคัญ กระบวนการขึ้นรูปที่แตกต่างกันมีผลกระทบมากขึ้นต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์เซรามิก เช่น ความยาก ความยากลำบากในการเตรียมผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างซับซ้อน ความหนาแน่นของเซรามิกไม่เพียงพอ ฯลฯ การมีอยู่ของข้อบกพร่องเหล่านี้จะจำกัดการใช้งานในสาขาระดับสูง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเตรียมผลิตภัณฑ์เซรามิกที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมและมีความน่าเชื่อถือสูง จำเป็นต้องสำรวจปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิผลของกระบวนการขึ้นรูป
ชั้นซิลิคอนไดออกไซด์บนพื้นผิวของซิลิคอนคาร์ไบด์จะส่งผลต่อการกระจายตัวของผงในเฟสน้ำ ซิลิคอนไดออกไซด์ จะเกิดกลุ่มซิลิคอนไฮดรอกซิล "Si-OH" ในเฟสน้ำ กลุ่มซิลิคอนไฮดรอกซิลมีสภาพเป็นกรดในเฟสน้ำ ดังนั้นการกระจายตัวของซิลิคอนคาร์ไบด์คือ จุดไอโซอิเล็กทริกมีสภาพเป็นกรด ยิ่งมีซิลิคอนไดออกไซด์มาก จุดไอโซอิเล็กทริกของซิลิคอนคาร์ไบด์ก็จะยิ่งใกล้ถึงปลายที่เป็นกรด เมื่อค่า pH ต่ำกว่าจุดไอโซอิเล็กทริกของผง ไซลานอลจะดึงดูดไอออนของไฮโดรเจน ทำให้พื้นผิวอนุภาคมีประจุบวก และทำให้ศักย์ซีตากลายเป็นค่าบวก ภายใต้สภาวะที่เป็นด่าง ไซลานอลจะทำปฏิกิริยากับความเข้มข้นสูงของ OH- ในสารละลายเพื่อสร้าง [Si-O]- บน พื้นผิวของผงทำให้พื้นผิวของอนุภาคมีประจุลบ ดังนั้นศักย์ซีต้าจึงเป็นลบด้วย
การกระจายตัวของผงในช่วงน้ำมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับค่าสัมบูรณ์ของศักย์ซีต้า ดังนั้นชั้นซิลิกาที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของผงจึงมีบทบาทสำคัญในการกระจายตัวของผง
วิธีการดัดแปลงทางเคมี หมายถึง ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการเคลือบพื้นผิว ซึ่งเป็นวิธีการทั่วไปในการดัดแปลงผง การเคลือบพื้นผิวแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ การเคลือบอนินทรีย์ และการเคลือบอินทรีย์ โดยส่วนใหญ่จะสะสมชั้นของออกไซด์ ไฮดรอกไซด์ หรือ อินทรียวัตถุบนพื้นผิวของผงอนินทรีย์เมื่อเคลือบเป็นออกไซด์หรือไฮดรอกไซด์เรียกว่าเคลือบอนินทรีย์เมื่อเคลือบเป็นอินทรีย์เรียกว่าเคลือบอินทรีย์
วิธีการเคลือบอนินทรีย์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยวิธีการไฮโดรไลซิสของอัลคอกไซด์, วิธีการตกตะกอนแบบสม่ำเสมอ, วิธีการสร้างนิวเคลียสที่ไม่สม่ำเสมอ และวิธีโซล วิธีการเจล ฯลฯ วิธีที่ดีที่สุดคือวิธีการสร้างนิวเคลียสที่ไม่สม่ำเสมอ การเคลือบดัดแปลงแบบอินทรีย์ช่วยเพิ่มอุปสรรคด้านไฟฟ้าสถิตและสเตอริก ของผงอนินทรีย์จึงช่วยเพิ่มการกระจายตัว วิธีการเคลือบแบบอินทรีย์ส่วนใหญ่ ได้แก่ การปลูกถ่ายพื้นผิวแบบอินทรีย์ การเคลือบการดูดซับพื้นผิว และการปรับเปลี่ยนการห่อหุ้ม ส่วนใหญ่จะใช้ในการกระจายตัวของวัสดุคอมโพสิตหรือตัวเติมอนินทรีย์เพื่อปรับปรุงความสามารถในการเปียกน้ำและความเข้ากันได้ของผงอนินทรีย์และเมทริกซ์อินทรีย์ นอกจากนี้ยังใช้เพื่อปรับปรุงการกระจายตัวของผงอนินทรีย์ในน้ำ
ผง SiC ขนาดไมครอนที่กระจายตัวได้สูงเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการรับผลิตภัณฑ์เซรามิกที่มีความแม่นยำ ความแข็งแรง ความเหนียว และความน่าเชื่อถือสูง ดังนั้น การสำรวจเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องเพื่อเตรียมเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ที่สามารถใช้ในสาขาระดับไฮเอนด์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง .
ขั้นตอนสำคัญในการผลิตผงเพชร - การบดและการขึ้นรูป
ในปัจจุบัน ผงเพชรที่พบมากที่สุดผลิตโดยกระบวนการเจียร ทำให้บริสุทธิ์ จำแนกประเภท และกระบวนการอื่นๆ ของเพชรเทียม
ในหมู่พวกเขา กระบวนการบดและขึ้นรูปเพชรมีบทบาทสำคัญในการผลิตผงขนาดเล็ก และส่งผลโดยตรงต่อรูปร่างของอนุภาคผงขนาดเล็กและเนื้อหาของขนาดอนุภาคเป้าหมาย วิธีการบดที่แตกต่างกันจะทำให้เกิดผลการบดที่แตกต่างกัน กระบวนการบดและขึ้นรูปทางวิทยาศาสตร์และสมเหตุสมผลไม่เพียงแต่สามารถบดวัตถุดิบเพชรเนื้อหยาบ (ขนาดอนุภาคทั่วไป 100-500 ไมครอน) ให้เป็นอนุภาคผงเพชรที่มีช่วงขนาดอนุภาคประมาณ (0-80 ไมครอน) ได้อย่างรวดเร็ว แต่ยังเพิ่มประสิทธิภาพของ รูปร่างของอนุภาค ทำให้อนุภาคของผลิตภัณฑ์ผงไมโครมีความกลมและสม่ำเสมอมากขึ้น ลดหรือกำจัดแถบยาว เกล็ด หมุดและแท่ง และอนุภาคอื่นๆ ที่ส่งผลต่อคุณภาพขั้นสุดท้ายของผงไมโครได้อย่างสมบูรณ์ เพิ่มสัดส่วนของเอาต์พุตขนาดอนุภาคเป้าหมายที่วางตลาดได้สูงสุด
ในการผลิตผงขนาดเล็ก วิธีการบดสามารถแบ่งออกเป็นวิธีแห้งและวิธีเปียก ใช้วิธีการบดและขึ้นรูปที่แตกต่างกัน และหลักการทำงานและพารามิเตอร์กระบวนการก็แตกต่างกันเช่นกัน
จุดควบคุมกระบวนการของวิธีการบดแบบแห้งของโรงสีลูกกลม
ยกตัวอย่างวิธีการบดแบบแห้งของโรงสีลูกบอลแนวนอน จุดควบคุมกระบวนการหลักคือความเร็วของโรงสีลูกบอล อัตราส่วนลูกบอลต่อวัสดุ ค่าสัมประสิทธิ์การเติม อัตราส่วนลูกเหล็ก ฯลฯ ในการผลิตจริง สามารถควบคุมได้อย่างยืดหยุ่นตามที่แตกต่างกัน วัตถุดิบและวัตถุประสงค์ของการบดและขึ้นรูป
1. ความเร็วโรงสีลูก
ความเร็วในการหมุนที่เหมาะสมของโรงสีลูกเป็นเงื่อนไขสำคัญในการออกแรงกำลังการผลิต เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของกระบอกโรงสีลูกปืนเท่ากัน ยิ่งความเร็วในการหมุนสูงเท่าไร แรงเหวี่ยงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และยิ่งระยะห่างที่ลูกเหล็กถูกขับขึ้นไปตามผนังกระบอกสูบก็จะยิ่งสูงขึ้น
เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าความเร็วในการทำงานที่เหมาะสมของโรงสีลูกคือ 75% -88% ของความเร็ววิกฤตทางทฤษฎี
2. ค่าสัมประสิทธิ์การเติมอัตราส่วนลูกต่อวัสดุ
ในกระบวนการบดและขึ้นรูป อัตราส่วนลูกบอลต่อวัสดุที่เหมาะสมและค่าสัมประสิทธิ์การเติมเป็นสิ่งสำคัญ หากอัตราส่วนลูกบอลต่อวัสดุและค่าสัมประสิทธิ์การบรรจุสูงหรือต่ำเกินไป จะส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพผลิตภัณฑ์ของโรงสีลูกชิ้น หากอัตราส่วนลูกบอลต่อวัสดุสูงเกินไปหรือค่าสัมประสิทธิ์การบรรจุต่ำเกินไป ความสามารถในการป้อนของเครื่องจักรเครื่องเดียวจะถูกจำกัด
การปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่าสำหรับการบดวัตถุดิบเพชร ค่าสัมประสิทธิ์การโหลดโดยทั่วไปคือ 0.45 อัตราส่วนของลูกบอลต่อวัสดุคือ 4:1
3. เส้นผ่านศูนย์กลางและอัตราส่วนของลูกเหล็ก
เพื่อให้บดเพชรได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เมื่อกำหนดค่าสัมประสิทธิ์การเติมของโรงสีลูกบอลและจำนวนการโหลดของลูกบอล ควรเลือกและประกอบลูกบอลเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกันตามสัดส่วนเพื่อให้ได้รูปร่างของอนุภาคที่ดีขึ้นและประสิทธิภาพการบดและขึ้นรูปที่เร็วขึ้น
การบดแบบแบ่งส่วน
ในกระบวนการผลิตผงขนาดเล็ก การบดแบบเปียกมีประสิทธิภาพมากกว่าการบดแบบแห้ง เนื่องจากเมื่อการบดแบบแห้งมีความละเอียดถึงระดับหนึ่ง การติดบนผนังจึงเกิดขึ้นได้ง่าย ช่วยลดผลกระทบจากการบด ด้วยการบดแบบเปียก วัตถุดิบจะอยู่ในรูปของสารละลายเสมอ และง่ายต่อการเพิ่มสัดส่วนขนาดอนุภาคละเอียด
เพื่อควบคุมอัตราส่วนขนาดอนุภาค เมื่อจำเป็นต้องผลิตผงไมโครเม็ดละเอียดมากขึ้น ควรใช้การบดแบบแบ่งส่วน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการบดแบบแบ่งส่วนแบบเปียกจะดีกว่า สิ่งนี้ไม่เพียงแต่หลีกเลี่ยงการบดวัสดุมากเกินไปเท่านั้น แต่ยังช่วยให้สามารถแบ่งส่วนตามความแข็งแรงในระหว่างกระบวนการบดได้อีกด้วย
โรงสีเจ็ท
วิธีการบดอีกวิธีหนึ่งคือวิธีการบดเครื่องบดแบบไหลเวียนของอากาศ เครื่องบดแบบไหลเวียนของอากาศใช้อากาศอัดเป็นตัวกลางในการทำงาน อากาศอัดจะถูกพ่นเข้าไปในห้องบดด้วยความเร็วสูงผ่านหัวฉีดความเร็วเหนือเสียงแบบพิเศษ กระแสลมพัดพาวัสดุด้วยการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ทำให้วัสดุเคลื่อนที่ไปมาระหว่างวัสดุเหล่านั้น ทำให้เกิดการชนกัน แรงเสียดทาน และแรงเฉือนที่รุนแรงเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการบด การกระจายตัวเกิดขึ้นเมื่อแรงที่กระทำต่ออนุภาคมากกว่าความเครียดจากความล้มเหลว การชนกันของแรงกระแทกที่ความเร็วสูงทำให้เกิดการกระจายตัวของอนุภาคตามปริมาตร ในขณะที่ผลกระทบจากการตัดและการบดทำให้เกิดการแตกตัวของพื้นผิวของอนุภาค วิธีการบดนี้มีประโยชน์อย่างมากต่อการผลิตผงเพชรเพราะสามารถผลิตรูปทรงอนุภาคในอุดมคติได้ ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของเครื่องบดแบบไหลเวียนอากาศคือ มันไม่ได้ถูกจำกัดด้วยความเร็วเชิงเส้นเชิงกล และสามารถสร้างความเร็วกระแสลมที่สูงมากได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เครื่องบดแบบกระแสลมเหนือเสียงสามารถสร้างอัตราการไหลได้หลายเท่าของความเร็วเสียง ดังนั้นจึงสามารถสร้างพลังงานจลน์มหาศาล และง่ายต่อการรับอนุภาคระดับไมครอน และผงอัลตร้าไฟน์ซับไมครอน
กระบวนการกำจัดซัลเฟอร์ไรเซชันแบบแห้งของโซเดียมไบคาร์บอเนต
กระบวนการกำจัดซัลเฟอร์ไรเซชันแบบแห้งใช้เครื่องบดที่มีระบบการจำแนกของตัวเองและพัดลมสายพานลำเลียงรวมกันเป็นอุปกรณ์บดและพ่นผงที่สมบูรณ์ ผงละเอียดโซเดียมไบคาร์บอเนตที่บดละเอียดมีโครงสร้างเป็นชั้นหรือมีรูพรุนขนาดอนุภาคสม่ำเสมอและการกระจายตัวที่ดี ของแข็ง ultrafine จากนั้นผงจะถูกฉีดเข้าไปในเตาเผาหรือหอปฏิกิริยาโดยตรงผ่านหัวฉีดหลายตัว สามารถกำจัด SO2 และ HCl ในก๊าซไอเสียได้มากกว่า 95% ได้อย่างมีประสิทธิภาพและอัตราการกำจัดยังสูงถึง 99%
การใช้การกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์แบบแห้งด้วยโซเดียมไบคาร์บอเนต (เบกกิ้งโซดา) ไม่เพียงแต่สามารถตอบสนองข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดเท่านั้น แต่ยังช่วยลดต้นทุนการลงทุนและการดำเนินงานอย่างมีประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับวิธีการทำให้บริสุทธิ์ก๊าซไอเสียอื่นๆ
กระบวนการกำจัดซัลเฟอร์ไรเซชันแบบแห้งของเบกกิ้งโซดามีข้อดีดังต่อไปนี้: ระบบแห้งเต็มที่ไม่จำเป็นต้องใช้น้ำ พ่นผงแห้งที่ด้านหน้าท่อและถุง ผลพลอยได้จากปฏิกิริยาสามารถระบายออกผ่านระบบกำจัดฝุ่น ไม่จำเป็นต้องปิดการผลิต หนึ่ง - การลงทุนเวลามีขนาดเล็กมาก และครอบครองพื้นที่น้อยมาก ต้นทุนของระบบต่ำ แข่งขันได้ ประสิทธิภาพปฏิกิริยาสูงมาก ปริมาณการฉีดมากเกินไปมีขนาดเล็กมาก และสามารถบรรลุการปล่อยที่ตรวจไม่พบได้ พิษของตัวเร่งปฏิกิริยา denitration ถูกระงับอย่างมีประสิทธิภาพ ความยืดหยุ่น มีค่าสูงและสามารถปรับให้เข้ากับตัวบ่งชี้การปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เข้มงวดที่สุดได้ตลอดเวลา
โซเดียมไบคาร์บอเนต (เบกกิ้งโซดา NaHCO3) สามารถใช้เป็นตัวดูดซับสำหรับการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ของก๊าซไอเสีย โดยจะกำจัดมลพิษที่เป็นกรดในก๊าซไอเสียผ่านการดูดซับทางเคมี ในเวลาเดียวกัน ยังสามารถกำจัดสารอนินทรีย์และสารอินทรีย์บางชนิดผ่านการดูดซับทางกายภาพ ใน ในกระบวนการนี้ ผงละเอียดโซเดียมไบคาร์บอเนตจะถูกพ่นโดยตรงลงในก๊าซไอเสียที่มีอุณหภูมิสูง 140 ถึง 250°C
ในท่อก๊าซไอเสีย เครื่องกำจัดซัลเฟอร์ไรเซอร์ - เบกกิ้งโซดา (NaHCO3) - จะถูกกระตุ้นภายใต้การกระทำของก๊าซไอเสียที่มีอุณหภูมิสูงทำให้เกิดโครงสร้างพรุนบนพื้นผิวเหมือนกับการคั่วป๊อปคอร์น ก๊าซไอเสียในปล่องควันสัมผัสกับท่ออย่างเต็มที่ สารกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่เปิดใช้งานเพื่อรับปฏิกิริยาทางเคมี SO2 และตัวกลางที่เป็นกรดอื่น ๆ ในก๊าซไอเสียจะถูกดูดซับและทำให้บริสุทธิ์และผลพลอยได้ของ Na2SO4 ที่ถูกกำจัดซัลเฟอร์และทำให้แห้งจะเข้าสู่ตัวเก็บฝุ่นในถุงด้วยการไหลของอากาศและถูกจับ
โซเดียมคาร์บอเนต Na2CO3 ที่สร้างขึ้นใหม่จะมีปฏิกิริยาสูง ณ ขณะเกิดปฏิกิริยา และสามารถเกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้ได้เองกับสารมลพิษที่เป็นกรดในก๊าซไอเสีย:
ปฏิกิริยาหลัก:
2NaHCO3(s)→Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)
SO2(ก.)+Na2CO3(s)+1/2O2→Na2SO4(s)+CO2(ก.)
ปฏิกิริยาข้างเคียง:
SO3(ก.)+Na2CO3(s)→Na2SO4(s)+CO2(ก.)
วิธีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวหลัก 5 ประเภทสำหรับซิลิกา
ปัจจุบันการผลิตซิลิกาทางอุตสาหกรรมขึ้นอยู่กับวิธีการตกตะกอนเป็นหลัก พื้นผิวของซิลิกาที่ผลิตขึ้นนั้นมีกลุ่มขั้วจำนวนมาก เช่น หมู่ไฮดรอกซิล ซึ่งทำให้ดูดซับโมเลกุลของน้ำได้ง่าย มีการกระจายตัวต่ำ และมีแนวโน้มที่จะรวมตัวเป็นลำดับที่สอง ปัญหาจึงส่งผลต่อการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมของซิลิกา ดังนั้นซิลิกาส่วนใหญ่จึงต้องมีการปรับพื้นผิวก่อนการใช้งานทางอุตสาหกรรม เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้งานทางอุตสาหกรรม
ในขั้นตอนนี้ การปรับเปลี่ยนพื้นผิวทางเคมีของซิลิกาส่วนใหญ่รวมถึงการดัดแปลงกราฟต์พื้นผิว การปรับเปลี่ยนสารเชื่อมต่อ การปรับเปลี่ยนของเหลวไอออนิก การปรับเปลี่ยนส่วนต่อประสานโมเลกุลขนาดใหญ่ และการปรับเปลี่ยนแบบรวม ฯลฯ แม้ว่ากระบวนการดัดแปลงแต่ละกระบวนการจะมีข้อดีในตัวเอง และลักษณะเฉพาะ แต่ปัจจุบันในการใช้งานทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับการดัดแปลงสารเชื่อมต่อ
1. การปรับเปลี่ยนกราฟต์พื้นผิวคาร์บอนสีขาวสีขาว
หลักการของวิธีการปรับเปลี่ยนการกราฟต์พื้นผิวคือการกราฟต์โพลีเมอร์โมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีคุณสมบัติเช่นเดียวกับเมทริกซ์โพลีเมอร์ (เช่น ยาง) บนพื้นผิวซิลิกาผ่านการกราฟต์ทางเคมี ในด้านหนึ่ง มันสามารถปรับปรุงปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคและเมทริกซ์ได้ และเปลี่ยนขั้วของพื้นผิวอนุภาค ในทางกลับกัน ยังสามารถปรับปรุงการกระจายตัวของซิลิกาได้อีกด้วย เหมาะสำหรับการกราฟต์โพลีเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลน้อยกว่า เงื่อนไขในการต่อกิ่งโพลีเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่านั้นรุนแรง
2. การดัดแปลงสารเชื่อมต่อซิลิกา
หลักการของการปรับเปลี่ยนสารเชื่อมต่อคือการใช้หมู่ฟังก์ชันบางอย่างบนสารเชื่อมต่อเพื่อทำปฏิกิริยาทางเคมีกับหมู่ไฮดรอกซิลบนพื้นผิวของซิลิกาแบล็ก ดังนั้นจึงเปลี่ยนโครงสร้างกลุ่มและการกระจายตัวบนพื้นผิวของซิลิกาแบล็กเพื่อปรับปรุงความเข้ากันได้กับเมทริกซ์ และการกระจายตัวของมันเอง การดัดแปลงสารเชื่อมต่อมีข้อดีคือมีผลการปรับเปลี่ยนที่ดีและสามารถควบคุมปฏิกิริยาได้สูง และปัจจุบันเป็นหนึ่งในวิธีการดัดแปลงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด
3. การปรับเปลี่ยนของเหลวไอออนิกซิลิกาสีดำ
ของเหลวไอออนิกหรือที่เรียกว่าของเหลวไอออนิกที่อุณหภูมิห้องเป็นเกลือหลอมเหลวที่ประกอบด้วยแคตไอออนอินทรีย์และแอนไอออนอินทรีย์หรืออนินทรีย์ซึ่งมีของเหลวต่ำกว่า 100°C การดัดแปลงของเหลวไอออนิกใช้ตัวดัดแปลงของเหลวไอออนิกแทนตัวดัดแปลงเฟสอินทรีย์แบบดั้งเดิมเพื่อปรับเปลี่ยนซิลิกา เมื่อเปรียบเทียบกับตัวปรับเฟสอินทรีย์แบบดั้งเดิม เฟสของเหลวไอออนิกจะเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง มีค่าการนำไฟฟ้าสูง และมีเสถียรภาพสูง มีข้อดีคือสามารถละลายได้ดี ไม่ผันผวน และมลพิษต่ำ ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดของการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า แต่ผลการปรับเปลี่ยนไม่ดี
4. การปรับเปลี่ยนส่วนต่อประสานของโมเลกุลขนาดใหญ่ของคาร์บอนแบล็คสีขาว
ตัวดัดแปลงที่ใช้ในการดัดแปลงส่วนต่อประสานโมเลกุลขนาดใหญ่คือโพลีเมอร์โมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีกลุ่มขั้ว ในระหว่างปฏิกิริยาการปรับเปลี่ยนกับอนุภาคซิลิกา กระดูกสันหลังระดับโมเลกุลของตัวดัดแปลงส่วนต่อประสานโมเลกุลขนาดใหญ่สามารถนำไปใช้ได้ โดยมีกลุ่มอีพอกซีที่มีขั้วมากขึ้นในขณะที่ยังคงรักษาโครงสร้างสายโซ่หลักขั้นพื้นฐาน จึงปรับปรุงความเข้ากันได้ระหว่างอนุภาคซิลิกาและเมทริกซ์ และบรรลุการปรับเปลี่ยนส่วนต่อประสานที่ดีขึ้น ผล. วิธีนี้สามารถเสริมกำลังเมทริกซ์ร่วมกับสารเชื่อมต่อได้ แต่ผลการเสริมแรงจะต่ำเมื่อใช้เพียงอย่างเดียว
5. สีขาวคาร์บอนแบล็คผสมผสานกับการโมดิฟายด์
การปรับเปลี่ยนแบบผสมผสานคือการปรับเปลี่ยนการผสมผสานระหว่างซิลิกาและวัสดุอื่นๆ โดยรวมข้อดีตามลำดับเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของผลิตภัณฑ์ยาง วิธีนี้สามารถรวมข้อดีของตัวดัดแปลงสองตัวเข้าด้วยกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานที่ครอบคลุมของเมทริกซ์ แต่เอฟเฟกต์การปรับเปลี่ยนนั้นสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดกับอัตราส่วนตัวดัดแปลง
ตัวอย่างเช่น คาร์บอนแบล็กและซิลิกาเป็นทั้งสารเสริมแรงที่ดีในอุตสาหกรรมยาง คาร์บอนแบล็กเป็นหนึ่งในสารเสริมแรงที่ใช้กันมากที่สุดในอุตสาหกรรมยาง โครงสร้างพิเศษของคาร์บอนแบล็คสามารถเพิ่มแรงดึงและการฉีกขาดของวัสดุยาง และปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานต่อความเย็น และคุณสมบัติอื่น ๆ ในฐานะที่เป็นสารเสริมแรง คาร์บอนแบล็คสีขาวสามารถปรับปรุงความต้านทานการหมุนและความต้านทานต่อการลื่นเปียกของผลิตภัณฑ์ยางได้อย่างมีนัยสำคัญ แต่ผลกระทบเพียงอย่างเดียวนั้นไม่ดีเท่าคาร์บอนแบล็ค การศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าการใช้คาร์บอนแบล็กและซิลิกาเป็นสารเสริมแรงสามารถรวมข้อดีของทั้งสองอย่างเข้าด้วยกันเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของผลิตภัณฑ์ยาง
ลักษณะและการใช้ประโยชน์เชิงเศรษฐกิจของแร่โดโลไมต์
คริสตัลโดโลไมต์เป็นแร่คาร์บอเนตของระบบผลึกสามเหลี่ยม องค์ประกอบทางเคมีของมันคือ CaMg(CO3)2 ซึ่งมักประกอบด้วยเหล็ก แมงกานีส และไอโซมอร์ฟที่คล้ายกันอื่นๆ (แทนแมกนีเซียม) เมื่อจำนวนอะตอมของเหล็กหรือแมงกานีสเกินกว่าแมกนีเซียม จะเรียกว่าแอนเคไรต์หรือโดโลไมต์แมงกานีส ระบบคริสตัลแบบสามเหลี่ยม คริสตัลเป็นแบบสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน หน้าคริสตัลมักจะโค้งงอเป็นรูปอานม้า และคริสตัลแฝดเคลือบเป็นเรื่องปกติ มวลรวมมักจะเป็นเม็ดละเอียด มันเป็นสีขาวเมื่อบริสุทธิ์ สีเทาเมื่อมีธาตุเหล็ก สีน้ำตาลหลังจากการผุกร่อน ความแวววาวของแก้ว เป็นแร่ธาตุหลักที่ประกอบเป็นโดโลไมต์ โดโลไมต์ที่เกิดจากตะกอนในทะเลมักถูกผสมกับชั้นซิเดอไรต์และชั้นหินปูน ในตะกอนทะเลสาบ โดโลไมต์อยู่ร่วมกับยิปซั่ม แอนไฮไดรต์ เฮไลต์ โพแทสเซียม เฮไลต์ ฯลฯ
คำว่าโดโลไมต์ส่วนใหญ่ใช้เพื่อรำลึกถึง DOLOMIEU (1750~1843) นักเคมีชาวฝรั่งเศส โดโลไมต์เป็นระบบผลึกสามเหลี่ยมที่มีองค์ประกอบทางเคมีของ CaMg(CO3)2 ส่วนใหญ่เป็นแร่ธาตุที่ประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนตและแมกนีเซียมคาร์บอเนต (อัตราส่วนของ CaCO3 ต่อ MgCO3 อยู่ที่ประมาณ 1:1) มีความแตกแยกที่สมบูรณ์และการตกผลึกรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน . สีส่วนใหญ่เป็นสีขาว สีเทา สีเนื้อ ไม่มีสี เขียว น้ำตาล ดำ ชมพูเข้ม ฯลฯ โปร่งใสถึงโปร่งแสง มีความแวววาวของแก้ว ความแข็ง 3.5-4 ความถ่วงจำเพาะ 2.85-2.9 ฉันจำได้ว่าตอนที่ฉันไปฮัวเหลียนในช่วงสมัยเรียนมหาวิทยาลัย ฉันคิดไม่ออกเสมอว่าจะแยกแยะระหว่างโดโลไมต์กับหินอ่อนบนชายหาดได้อย่างไร หากคุณมีกรดไฮโดรคลอริกเจือจางเย็นกระป๋องอยู่ใกล้ๆ คุณก็สามารถทำได้ โดโลไมต์ขนาดใหญ่ไม่เกิดฟองง่ายเมื่อสัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริกเจือจางเย็น ในขณะที่หินอ่อนจะปล่อยฟองเล็กๆ จำนวนมากออกมาทันที
โดโลไมต์สามารถใช้เป็นชั้นในทนไฟของเตารีฟอร์มเมอร์ที่ใช้ในการผลิตเหล็ก สารก่อตะกรัน วัตถุดิบซีเมนต์ ฟลักซ์แก้ว เตาเผา ปุ๋ย หินก่อสร้างและตกแต่ง สี ยาฆ่าแมลง และยารักษาโรค ฯลฯ สามารถใช้ใน สาขาวัสดุก่อสร้าง เซรามิก แก้วและวัสดุทนไฟ อุตสาหกรรมเคมี เกษตรกรรม การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม การประหยัดพลังงาน และสาขาอื่นๆ
อิฐโดโลไมต์เป็นผลิตภัณฑ์ทนไฟที่ทำจากทรายโดโลไมต์เผา โดยปกติจะประกอบด้วยแคลเซียมออกไซด์ (CaO) มากกว่า 40%, แมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) มากกว่า 35% และยังประกอบด้วยซิลิคอนออกไซด์ (SiO2), อลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3), เฟอร์ริกออกไซด์ (Fe2O3) และ สิ่งสกปรกอื่น ๆ อัตราส่วน CaO/MgO ของโดโลไมต์ธรรมชาติมีความผันผวนอย่างมาก หากอัตราส่วน CaO/MgO ในอิฐน้อยกว่า 1.39 จะเรียกว่าอิฐแมกนีเซียโดโลไมต์ ตามกระบวนการผลิต อิฐโดโลไมต์สามารถแบ่งออกเป็น: อิฐผสมน้ำมันดิน (แอสฟัลต์) อิฐที่เผาด้วยน้ำมันแบบเผาเบา และอิฐที่แช่น้ำมันแบบเผา อิฐโดโลไมต์มี CaO อิสระ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดความชื้นและการแตกร้าวในอากาศ และไม่เหมาะสำหรับการเก็บรักษาในระยะยาว
ซับคอนเวอร์เตอร์ของจีนส่วนใหญ่ใช้อิฐโดโลไมต์ที่เคลือบด้วยทาร์และอิฐโดโลไมต์แมกนีเซียที่เคลือบด้วยทาร์ โรงงานบางแห่งใช้อิฐแมกนีเซียโดโลไมต์ที่เคลือบน้ำมันและเผาด้วยน้ำมันในชิ้นส่วนที่เปราะบาง ตัวแปลงในประเทศต่างๆ เช่น ยุโรปตะวันตกและญี่ปุ่น ส่วนใหญ่ใช้น้ำมันดินผสมกับอิฐโดโลไมต์ที่ชุบน้ำมันและอบด้วยความร้อนและอิฐแมกนีเซียโดโลไมต์ นอกจากนี้ อิฐแมกนีเซียโดโลไมต์ที่ชุบน้ำมันยังใช้เป็นวัสดุบุผิวสำหรับเตากลั่นภายนอกบางแห่งอีกด้วย
การบดและการดัดแปลงผงไมกาชนิดละเอียดพิเศษ
ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรม บริษัทที่ใช้ในอุตสาหกรรมปลายน้ำจึงมีข้อกำหนดด้านคุณภาพของผงไมก้าที่สูงขึ้นมากขึ้น ปัจจุบัน ผงมัสโคไวท์ที่มี D90 ประมาณ 45 μm ส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตกระดาษ สีน้ำยาง ยาง และอุตสาหกรรมอื่น ๆ ในขณะที่การเคลือบระดับไฮเอนด์ ไมกามุกและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ คือ ขนาดอนุภาคของผงไมกาทำให้เกิดความต้องการที่สูงขึ้น และ การเตรียมผงไมก้าละเอียดพิเศษระดับไมโครนาโนเป็นเรื่องเร่งด่วน
ในระหว่างกระบวนการเจียร Muscovite ยังสามารถรวมกันอย่างแน่นหนาตามพื้นผิวสดหลังจากการแตกแยกระหว่างชั้น มันเป็นหนึ่งในแร่ธาตุที่บดยากกว่า ในปัจจุบัน ผงอัลตราไฟน์มัสโคไวต์ระดับไมโครนาโนเป็นเรื่องยากในการเตรียมโดยใช้อุปกรณ์บดแบบธรรมดา ผู้ผลิตไมกาในประเทศหลายรายจะขุดแร่มัสโคไวท์คุณภาพสูงและบดหยาบเพื่อส่งออก ส่วนอื่นๆ จะถูกทำให้เป็นผลิตภัณฑ์ Muscovite ที่มีขนาดอนุภาค D90 ประมาณ 45μm หรือหยาบกว่านั้น ส่งผลให้สิ้นเปลืองทรัพยากรและลดความสามารถในการแข่งขันของผลิตภัณฑ์
การเตรียมการบดละเอียดแบบไมก้า
ปัจจุบันกระบวนการบดไมก้าละเอียดพิเศษแบ่งออกเป็นสองวิธี: วิธีแห้งและวิธีเปียก ในหมู่พวกเขา: อุปกรณ์หลักสำหรับการบดแบบละเอียดพิเศษแบบแห้ง ได้แก่ โรงบดกระแทกทางกลความเร็วสูง, โรงสีการไหลของอากาศ, เครื่องบดอัตโนมัติแบบไซโคลนหรือไซโคลนไหล ฯลฯ และลักษณนามการไหลของอากาศแห้งที่สอดคล้องกัน อุปกรณ์การผลิตผงเซริไซต์บดแบบเปียก ได้แก่ โรงสีทราย เครื่องบด ฯลฯ โดยมีเครื่องผลัดและโรงงานคอลลอยด์เป็นหลัก ในขณะที่การจำแนกประเภทละเอียดแบบเปียกใช้เทคโนโลยีการจำแนกประเภทไฮโดรไซโคลน
โรงสีลูกกลิ้งดาวเคราะห์ความเร็วสูงสามารถบดไมกาแบบแห้งและเปียกได้อย่างมีประสิทธิภาพ เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของอนุภาคหลังจากการเจียรสามารถเข้าถึง 10 μm หรือน้อยกว่า วัสดุไมก้าจะคงอยู่ในการเจียรในช่วงเวลาสั้น ๆ โดยทั่วไปคือ 5-10 วินาที ; ด้วยการปรับโครงสร้างลูกกลิ้ง จึงสามารถได้ผงไมกาที่มีอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลาง-ความหนาที่ต้องการ ภายใต้สภาวะการบดแบบเปียก ผงไมกาสามารถรับอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลาง-ความหนาได้ในช่วง 20-60
โรงสีกวนใช้สื่อการบดแบบพิเศษ ซึ่งมีผลการใช้งานที่ดีในการลอกผงไมก้าที่มีความละเอียดเป็นพิเศษ โดยไม่ทำลายพื้นผิวของไมกา และสามารถทำให้อัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลาง-ความหนาของผงไมก้า >60
การเคลือบหรือดัดแปลงพื้นผิวผงไมกา
การเคลือบพื้นผิวหรือการดัดแปลงผงไมก้าสามารถเตรียมไมกาสีมุกและเม็ดสีไมก้าสี เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติที่สอดคล้องกันในวัสดุ เช่น ยางและสารเคลือบ นอกจากนี้ยังมีการศึกษาที่เกี่ยวข้องอีกมากมาย
ไมกาถูกเคลือบพื้นผิวเพื่อเตรียมไมกาสีมุกและเม็ดสีไมก้า ปัจจุบันใช้วิธีการสะสมเฟสของเหลวเป็นหลัก วิธีการทั่วไป ได้แก่ การเติมอัลคาไล การไฮโดรไลซิสด้วยความร้อน การบัฟเฟอร์ ฯลฯ แหล่งที่มาของสารเคลือบไทเทเนียมที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรม ได้แก่ ไทเทเนียมเตตระคลอไรด์และไททานิลซัลเฟต
การใช้ผงไมกา
ผงไมก้าสามารถใช้ได้ในด้านต่างๆ เช่น วัสดุฉนวนไฟฟ้า สารตัวเติมเคลือบฟังก์ชัน สารตัวเติมยาง ตัวเติมพลาสติก เครื่องสำอาง และวัสดุเชื่อม
การใช้เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์เป็นวัตถุดิบสำหรับแบ็คเพลนโทรศัพท์มือถือ
ในขณะที่เทคโนโลยีสมาร์ทโฟนยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องและการแข่งขันรุนแรงขึ้น ผู้ผลิตโทรศัพท์มือถือได้เปิดตัวการออกแบบและนวัตกรรมใหม่ๆ มากมายเพื่อดึงดูดผู้บริโภคมากขึ้น และแบ็คเพลนเซรามิกก็เป็นหนึ่งในกลอุบาย การเกิดขึ้นเริ่มขึ้นในปี 2012 เมื่อ Sharp เปิดตัวสมาร์ทโฟนที่มีแบ็คเพลนเซรามิก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปัญหาทางเทคนิคและต้นทุน ในเวลานั้นแบ็คเพลนเซรามิกจึงถูกนำมาใช้ในแบรนด์ระดับไฮเอนด์เพียงไม่กี่แบรนด์เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการประมวลผล ช่วงการใช้งานของแบ็คเพลนเซรามิกจึงกว้างขึ้นเรื่อยๆ
ในด้านเซรามิก backsheets ตัวเอกเป็นเซรามิกเซอร์โคเนียเกือบทั้งหมด แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยดูเหมือนจะเริ่มคิดถึงซิลิคอนไนไตรด์ เมื่อเปรียบเทียบกับเซอร์โคเนีย นักวิจัยมองว่าซิลิคอนไนไตรด์เป็นวัสดุแบ็คเพลนของโทรศัพท์มือถือที่เหนือกว่าและมีแนวโน้มสูง โดยเฉพาะเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ที่เสริมความแข็งแกร่งด้วยวิสเกอร์ เหตุผลมีดังนี้:
รูปภาพ
(1) เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์มีความเหนียวทนแรงกระแทกสูงกว่า ไม่แตกหักง่าย ไม่เสียหายง่ายระหว่างการตัดเฉือน และมีผลผลิตสูงกว่า
(2) เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์มีค่าการนำความร้อนสูง ซึ่งมากกว่าเซรามิกเซอร์โคเนียมากกว่า 10 เท่า และกระจายความร้อนได้ง่ายกว่า ดังนั้นความร้อนที่เกิดขึ้นเมื่อโทรศัพท์มือถือทำงานด้วยความเร็วสูงหรือกำลังชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่จึงกระจายไปได้ง่ายซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการทำงานปกติของโทรศัพท์มือถือ หลีกเลี่ยงการชะลอตัวและปรากฏการณ์อื่น ๆ
(3) การสูญเสียอิเล็กทริกของเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์นั้นมีขนาดต่ำกว่าเซอร์โคเนียสองลำดับความสำคัญ ทำให้สัญญาณโทรศัพท์มือถือโปร่งใสมากขึ้น และทำให้การสื่อสารราบรื่นได้ง่ายขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีสัญญาณอ่อน
(4) เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์มีความแข็งสูงกว่าและความหนาแน่นต่ำกว่าเซอร์โคเนีย ซึ่งสามารถลดคุณภาพของลำตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพ และมีราคาใกล้เคียงกับเซอร์โคเนีย
(5) เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์เป็นเซรามิกไม่มีสีซึ่งค่อนข้างง่ายต่อการสีและมีเอฟเฟกต์สีที่ดี นอกจากนี้ยังมีพื้นผิวคล้ายหยกและเหมาะสำหรับใช้ในเคสโทรศัพท์มือถือระดับกลางถึงระดับสูง
ดังนั้นการใช้วัสดุเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์เป็นวัสดุแบ็คเพลนโทรศัพท์มือถือของอุปกรณ์สื่อสารสามารถชดเชยข้อบกพร่องของวัสดุแบ็คเพลนโทรศัพท์มือถือเซอร์โคเนียในปัจจุบันได้ในระดับหนึ่งและมีแนวโน้มที่แน่นอน
แม้ว่าจะมีรายงานไม่มากนักเกี่ยวกับวัสดุแบ็คเพลนของโทรศัพท์มือถือซิลิคอนไนไตรด์ แต่ก็ถูกใช้เป็นเซรามิกที่มีโครงสร้างมาเป็นเวลานาน และได้พิสูจน์ความเสถียรในการใช้งานและความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น เครื่องยนต์ในรถยนต์แล้ว หากใช้ซิลิคอนไนไตรด์เป็นวัสดุแบ็คเพลนโทรศัพท์มือถือใหม่ ไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมเช่นเดียวกับเซอร์โคเนียเท่านั้น แต่ยังมีข้อดีคือมีพื้นผิวที่ดี น้ำหนักเบา และสัญญาณที่ละเอียดอ่อนมากขึ้น เป็นวัสดุแบ็คเพลนโทรศัพท์มือถือรุ่นใหม่ที่มีศักยภาพสูง
ในปัจจุบัน กุญแจสำคัญของความก้าวหน้าอยู่ที่วิธีการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการในการผลิตเซรามิก Si3N4 ไม่เพียงแต่จะกระจายความร้อนได้ง่ายและมีสีสันสวยงามเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกระบวนการเตรียมการที่ง่ายและเชื่อถือได้ด้วย และต้นทุนก็เป็นที่ยอมรับได้ หากสามารถเอาชนะปัญหาข้างต้นได้ บางทีสักวันหนึ่งในอนาคต เราจะได้เห็น Si3N4 บนแบ็คเพลนของสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ