세라믹 파우더는 세라믹 소재 R&D 및 생산에서 기본적인 "셀"입니다. 세라믹 파우더 제조 공정은 최종 세라믹 제품의 성능과 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 첨단 기술을 통해 나노 스케일 세라믹 파우더를 합성할 수 있습니다. 기존 원료도 더욱 정밀하게 처리되고 있습니다. 이러한 혁신은 계속해서 진화하고 있습니다.
그들은 세라믹 산업을 새로운 차원으로 끌어올리고 있습니다.
전통적인 분말 제조 공정
기계적 크기 감소 방법은 세라믹 산업에서 널리 사용됩니다. 세라믹 원료를 분쇄하면 성형체의 품질이 향상됩니다. 밀도가 증가하고 물리적 및 화학적인 소결 중 반응을 촉진합니다. 또한 소성 온도를 낮추는 데 도움이 됩니다.
턱 분쇄기
턱 분쇄기는 세라믹 생산에서 거친 분쇄에 일반적으로 사용됩니다. 주로 큰 덩어리를 사전 처리하는 데 사용됩니다. 구조가 간단하고 작동이 쉽습니다. 높은 출력 효율을 제공합니다. 그러나 분쇄 비율은 약 4로 작습니다. 공급 크기가 일반적으로 크기 때문에 출력이 거칠습니다. 입자 크기 조정 범위도 제한적이다.
롤러 크러셔
롤 크러셔는 분쇄 효율이 높고 비율이 큽니다(60 이상). 이들은 종종 44μm에 달하는 미세 입자를 생성합니다. 그러나 경질 재료의 고속 분쇄는 심한 마모를 일으킵니다. 이는 분말에 더 많은 철분을 도입합니다. 이는 원료 순도에 영향을 미쳐 나중에 철분을 제거해야 합니다. 설계상 입자 크기 분포가 좁습니다. 이들은 특정 크기 범위가 필요한 재료에만 적합합니다.
휠 롤러
팬 밀은 일반적으로 세라믹 생산에서 재료를 분쇄하고 혼합하는 데 사용됩니다.
원료는 팬과 롤러 사이에서 분쇄됩니다. 분쇄는 슬라이딩과 롤러의 무게에 의해 발생합니다. 더 무겁고 큰 롤러는 더 강한 분쇄력을 제공합니다. 돌 롤러와 팬은 철 오염을 방지하는 데 도움이 됩니다. 팬 밀은 약 10의 큰 분쇄 비율을 가지고 있습니다. 가공된 재료는 정의된 입자 크기 범위를 갖습니다. 더 미세한 입자 요구 사항은 생산 용량을 줄입니다. 습식 분쇄는 팬 밀에서도 사용할 수 있습니다.
볼밀
볼밀 산업에서 미세 분쇄 및 혼합에 널리 사용됩니다. 순도를 보장하기 위해 세라믹 또는 폴리머 라이너가 사용됩니다. 다양한 세라믹 볼이 분쇄 매체로 사용됩니다. 습식 밀링에서 매체는 재료 표면의 균열을 쪼개줍니다. 간헐적 습식 밀링은 건식 밀링보다 효율적입니다. 습식 밀링은 수 미크론까지 분말을 생산할 수 있습니다. 볼밀 속도는 분쇄 효율에 영향을 미칩니다. 속도는 드럼 내에서 볼의 움직임을 제어합니다.
너무 빠르면 공이 벽에 달라붙고 분쇄 효과가 사라집니다.
너무 느리다: 공이 빨리 떨어지고 압착력이 약하다.
적절한 속도: 공은 충격력을 최대화할 수 있는 높이에서 떨어집니다.
이것은 가장 높은 분쇄 효율을 제공합니다. 임계 속도는 드럼 직경에 따라 달라집니다. 직경이 클수록 임계 속도는 낮아집니다.
에어젯밀
에어젯밀 또는 공기 제트 분쇄기 0.1~0.5µm의 분말을 얻을 수 있습니다. 작동 원리는 다음과 같습니다. 압축 공기가 노즐을 통과하여 공간에서 고속 기류를 형성하여 분말이 고속 기류에서 서로 충돌하여 분쇄 목적을 달성합니다. 기류 분쇄기로 분쇄된 분말은 균일한 입자 크기 분포, 높은 분쇄 효율을 가지며 순도를 보장할 수 있으며 보호 가스에서 분쇄할 수 있습니다.
진동밀
진동밀 매우 높은 분쇄 효율을 가지고 있습니다. 진동밀 분쇄 볼을 사용하여 밀에서 고주파 진동을 만들어 원료를 분쇄합니다. 강렬한 순환 외에도 분쇄 볼은 강렬한 자체 회전 운동도 합니다. 원료에 큰 분쇄 효과가 있습니다. 습식 분쇄 중 분말 입자 크기는 1μm에 도달할 수 있습니다.
고상법에 의한 세라믹 분말의 제조
고체상법은 고체 물질 간의 다양한 고체 반응을 사용하여 분말을 생산합니다. 세라믹 분말 원료를 제조하는 데 있어 일반적인 고체 반응에는 화학 반응, 열 분해 반응 및 산화물 환원 반응이 있습니다. 그러나 이러한 반응은 종종 실제 공정에서 동시에 발생합니다. 고체상법으로 제조된 분말은 원료로 직접 사용할 수 없으며 추가로 분쇄해야 합니다.
화학 반응:
- 티탄산바륨: BaCO3+TiO 2=BaTiO 3+CO2
- 스피넬 : Al2O3+MgO=MgAl2O4
- 멀라이트: 3Al 2O3+2SiO2=3Al 2O3-2SiO2
열분해 반응:
많은 고순도 산화물 분말은 해당 금속의 황산염과 질산염을 가열하고 열 분해하여 우수한 특성을 가진 분말을 얻음으로써 제조될 수 있습니다. 예를 들어, 황산알루미늄 암모늄은 공기 중에서 가열하여 우수한 특성을 가진 산화알루미늄 분말을 얻을 수 있습니다.
산화물 환원 반응:
탄화규소와 질화규소는 매우 중요한 첨단 엔지니어링 세라믹 재료입니다. 이 두 세라믹 재료의 원료 분말을 제조하기 위해 산업에서는 종종 산화물 환원법을 사용합니다.
탄화규소: SiO2+3C=SiC+2CO
실리콘: SiO2+2C=Si+2CO
질화규소: 3SiO2+6C +4N2=2Si3N4+6CO
액상법에 의한 세라믹 분말의 제조
액상법으로 생산된 초미립자 분말은 고급 세라믹 재료 제조에 널리 사용되었습니다. 세라믹 분말을 제조하기 위한 액상법의 주요 장점은 분말의 화학적 조성을 더 잘 제어하고, 더 높은(이온) 수준에서 잘 혼합된 다성분 복합 분말을 얻고, 미량 성분의 첨가를 용이하게 할 수 있다는 것입니다.
기체상법에 의한 세라믹 분말의 제조
원료는 전기 아크 또는 플라즈마로 가열하여 기화시킨 후, 가열원과 환경 사이의 큰 온도 구배 조건에서 급속 냉각하여 분말 입자로 응축합니다. 입자 크기는 5~100nm에 도달할 수 있습니다. 단상 산화물, 복합 산화물, 탄화물 및 금속 분말의 제조에 적합합니다.
결론
세라믹 분말 재료의 제조 공정은 지속적인 기술 발전을 통해 계속 진화하고 있습니다. 경험에 기반한 전통적인 방법에서 최첨단 기술 도입에 이르기까지 진전은 꾸준했습니다. 이러한 발전은 분말 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 세라믹 재료의 적용 범위를 확장합니다. 세라믹 산업의 지속 가능한 발전에 새로운 활력을 불어넣습니다. 미래를 내다보면 재료 과학과 가공 기술이 깊이 통합됨에 따라 세라믹 분말의 제조가 더 큰 돌파구를 이룰 것으로 예상됩니다. 이를 통해 세라믹 산업은 더욱 밝은 미래로 나아갈 것입니다.
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