Los polvos cerámicos son las células fundamentales en la I+D y la producción de materiales cerámicos. El proceso de preparación de polvos cerámicos afecta directamente el rendimiento y la calidad de los productos cerámicos finales. Las tecnologías avanzadas permiten la síntesis de polvos cerámicos a escala nanométrica. Las materias primas tradicionales también se procesan con mayor precisión. Estas innovaciones siguen evolucionando.
Están impulsando la industria cerámica hacia nuevas alturas.
Proceso tradicional de preparación de polvos
El método de reducción mecánica de tamaño se utiliza ampliamente en la industria cerámica. La trituración de materias primas cerámicas mejora la calidad de los cuerpos formados. Aumenta la densidad y facilita la... químico Reacciones durante la sinterización. También ayuda a reducir la temperatura de cocción.
Trituradora de mandíbula
Las trituradoras de mandíbulas se utilizan comúnmente para la trituración gruesa en la producción de cerámica. Se utilizan principalmente para el preprocesamiento de trozos grandes. Su estructura es simple y su operación es sencilla. Ofrecen una alta eficiencia de producción. Sin embargo, la relación de trituración es pequeña, aproximadamente 4. El tamaño de la alimentación suele ser grande, por lo que la producción es gruesa. tamaño de partícula El rango de ajuste también es limitado.
Trituradora de rodillos
Las trituradoras de rodillos ofrecen una alta eficiencia de trituración y una alta relación de trituración (superior a 60). Producen partículas finas, que a menudo alcanzan los 44 μm. Sin embargo, la molienda a alta velocidad de materiales duros provoca un desgaste considerable. Esto introduce más hierro en el polvo, lo que afecta la pureza de la materia prima, requiriendo la eliminación posterior del hierro. Debido a su diseño, la distribución del tamaño de partícula es estrecha. Solo son adecuadas para materiales que requieren rangos de tamaño específicos.
Rodillo de rueda
Los molinos de pan se utilizan comúnmente en la producción de cerámica para triturar y mezclar materiales.
Las materias primas se muelen entre la cuba y los rodillos. La molienda se realiza mediante el deslizamiento y el peso del rodillo. Los rodillos más pesados y grandes proporcionan una mayor fuerza de trituración. Los rodillos de piedra y las cubas ayudan a prevenir la contaminación por hierro. Los molinos de cuba tienen una alta tasa de trituración, de aproximadamente 10. Los materiales procesados tienen un rango de tamaño de partícula definido. La necesidad de partículas más finas reduce la capacidad de producción. La molienda húmeda también se puede utilizar en molinos de cuba.
Molino de bolas
Molinos de bolas Se utilizan ampliamente en la industria para la molienda fina y la mezcla. Para garantizar la pureza, se utilizan revestimientos cerámicos o poliméricos. Diversas bolas cerámicas sirven como medio de molienda. En la molienda húmeda, el medio disuelve las grietas en las superficies del material. La molienda húmeda intermitente es más eficiente que la molienda seca. La molienda húmeda puede producir polvos de hasta unas pocas micras. Molino de bolas La velocidad afecta la eficiencia del molido. Controla el movimiento de la bola dentro del tambor.
Demasiado rápido: las bolas se pegan a la pared y se pierde el efecto de molienda.
Demasiado lento: las bolas caen rápidamente y la fuerza de aplastamiento es pequeña.
Velocidad adecuada: las bolas caen desde una altura para maximizar la fuerza del impacto.
Esto proporciona la máxima eficiencia de molienda. La velocidad crítica depende del diámetro del tambor. Cuanto mayor sea el diámetro, menor será la velocidad crítica.
Molino de chorro de aire
Molino de chorro de aire o aire pulverizador de chorro Se pueden obtener polvos de 0,1 a 0,5 µm. El principio de funcionamiento es el siguiente: el aire comprimido pasa a través de la boquilla para formar un flujo de aire a alta velocidad en el espacio, de modo que los polvos colisionan entre sí para lograr la trituración. El polvo triturado por el pulverizador de flujo de aire presenta una distribución uniforme del tamaño de partícula, una alta eficiencia de trituración, garantiza la pureza y se tritura en un gas protector.
molino de vibración
molino de vibración Tiene una eficiencia de trituración muy alta. molino de vibración Utiliza bolas de molienda para generar vibraciones de alta frecuencia en el molino y triturar la materia prima. Además de una circulación intensa, las bolas también tienen un intenso movimiento de autorrotación. Esto proporciona un excelente efecto de molienda en la materia prima. El tamaño de partícula del polvo puede alcanzar 1 μm durante la molienda húmeda.
Preparación de polvo cerámico por el método de fase sólida
El método de fase sólida utiliza diversas reacciones entre sustancias sólidas para producir polvos. Las reacciones comunes en la preparación de materias primas de polvo cerámico incluyen reacciones químicas, de descomposición térmica y de óxido-reducción. Sin embargo, estas reacciones suelen ocurrir simultáneamente en el proceso. El polvo preparado mediante el método de fase sólida no puede utilizarse directamente como materia prima y requiere una mayor trituración.
Reacción química:
- Titanato de bario: BaCO3+TiO 2=BaTiO 3+CO2
- Espinela: Al2O3+MgO=MgAl2O4
- Mullita: 3Al 2O3+2SiO2=3Al 2O3-2SiO2
Reacción de descomposición térmica:
Muchos polvos de óxido de alta pureza pueden prepararse calentando los sulfatos y nitratos de los metales correspondientes y descomponiéndolos térmicamente para obtener polvos con excelentes propiedades. Por ejemplo, el sulfato de aluminio y amonio puede calentarse al aire para obtener polvo de óxido de aluminio con excelentes propiedades.
Reacción de óxido-reducción:
El carburo de silicio y el nitruro de silicio son materiales cerámicos de ingeniería avanzada muy importantes. Para la preparación de polvos de materia prima de estos dos materiales cerámicos, el método de reducción de óxido se utiliza frecuentemente en la industria.
Carburo de silicio: SiO2+3C=SiC+2CO
Silicio: SiO2+2C=Si+2CO
Nitruro de silicio: 3SiO2+6C +4N2=2Si3N4+6CO
Preparación de polvo cerámico por el método de fase líquida
Los polvos ultrafinos producidos mediante el método de fase líquida se han utilizado ampliamente en la fabricación de materiales cerámicos avanzados. La principal ventaja del método de fase líquida para la preparación de polvos cerámicos reside en que permite controlar mejor la composición química del polvo, obtener un polvo compuesto multicomponente bien mezclado con un mayor nivel iónico y facilitar la adición de componentes traza.
Preparación de polvo cerámico por el método de fase gaseosa
Las materias primas se calientan mediante arco eléctrico o plasma hasta su gasificación, y luego se enfrían rápidamente con un amplio gradiente de temperatura entre la fuente de calor y el ambiente para condensarse en partículas de polvo. El tamaño de partícula puede alcanzar de 5 a 100 nm. Es adecuado para la preparación de óxidos monofásicos, óxidos compuestos, carburos y polvos metálicos.
Conclusión
El proceso de preparación de materiales cerámicos en polvo continúa evolucionando gracias a los continuos avances tecnológicos. Desde los métodos tradicionales basados en la experiencia hasta la adopción de tecnologías de vanguardia, el progreso ha sido constante. Estos avances no solo mejoran la calidad del polvo, sino que también amplían el ámbito de aplicación de los materiales cerámicos. Impulsan el desarrollo sostenible de la industria cerámica. De cara al futuro, a medida que la ciencia de los materiales y la tecnología de procesamiento se integran profundamente, se espera que la preparación de polvos cerámicos alcance mayores avances. Esto conducirá a la industria cerámica hacia un futuro aún más prometedor.
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