纳米陶瓷粉体高速高剪切分散机
发布时间:2024年10月06日
详细说明
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纳米陶瓷粉体与传统的微米级粉体相比具有更高的比表面积,为了降低整个体系的界面能,巨大的比表面使得颗粒之间存在很强的团聚驱动力。图8.11是团聚粉体的示意图,团聚体内部存在小气孔,而团聚体之间存在较大尺寸的气孔。团聚根据性质不同可以分为“软团聚”和“硬团聚”。软团聚是由范德华力引起的,而硬团聚却是由粉体间的强键合引起的。团聚不仅会对素坯的成型性能有影响,同时对烧结温度、致密化行为、显微结构和陶瓷性能等都会有很大的影响。
团聚(特别是硬团聚)的形成会降低陶瓷的素坯密度,同时使素坯的堆积密度不均匀。实验和理论表明在团聚的粉体中是团聚体尺寸而不是晶粒尺寸决定致密他行为。团聚体的尺寸越大,团聚体之间的气孔也就越大。大尺寸的气孔增大了传质扩散的距离,从而降低了致密化速率:所以团聚体内部颗粒间的烧结温度低于团聚体之间的烧结温度,要使整个陶瓷致密化必须提高烧结温度,但是烧结温度的提高会破坏陶瓷的纳米结构。此外,团聚颗粒的存在势必加速晶粒的生长,这对陶瓷纳米结构的控制也是ji其不利的。因此纳米陶瓷粉体团聚的有效控制是制备纳米陶瓷的前提和基础。
但是由于纳米陶瓷粉体粒度小、表面原子比例大、表面能大、处于能量不稳定状态,因而很容易发生团聚,所以在粉体合成阶段、干燥和烧结过程中需要有效控制团聚的形成。
机械分散常被认为是zui简单的物理分散方法,它是借助外界剪切力或撞击力能使纳米粒子在介质中分散的一中方法。在机械搅拌下纳米粒子的特殊表面结构容易产生化学反应,形成有机化合物枝链或保护层,使得纳米粒子更易分散。普通国产分散机转速只有3000转,剪切力比较弱,分散后的粒径无法达到生产的标准,这也是很多客户头痛的地方。Ikn高剪切分散机在这方面有着得天独厚的优势,剪切速率可以超过14000 rpm,转子的速度可以达到44m/s。在该速度范围内,由剪切力所造成的湍流结合专门研制的电机可以使粒径范围小到纳米级。剪切力更强,乳液的粒经分布更窄。由于能量密度ji高,无需其他辅助分散设备