作者:Boyee博亿
时间:2025-06-03
在材料加工领域,随着对材料性能要求的不断提高,颗粒的细化及均匀分散成为关键技术要点。湿法研磨作为一种重要的材料加工手段,与干法研磨存在显著差异,尤其在处理细颗粒和超细颗粒时展现出独特优势。
博亿凭借在湿法研磨与分散领域二十余载的深耕积累,在技术研发与应用实践方面成果丰硕。在本文中,博亿将深入剖析湿法研磨中 “研磨、破碎和分散” 的原理,详细阐述其工艺特点。
一、湿法研磨与干法研磨的区别
湿法研磨在预处理环节与干法研磨不同。其研磨作业和条件的设定高度依赖于加工目的以及对细颗粒和超细颗粒的加工目标。与干法研磨相比,湿法研磨具备干法所没有的破碎和分散工艺。在干法研磨中,主要针对初级颗粒进行研磨作业;而湿法研磨除了初级颗粒的研磨,还涉及团聚颗粒的粉碎和分散作业,这一特性使得湿法研磨在处理复杂物料体系时更具优势。
二、湿法研磨的关键工艺
(一) 粉碎
1. 粉碎原理:粉碎是向固体颗粒施加能量,使其尺寸减小并创建新表面的过程。施加的破碎力是压缩力、冲击力、剪切力、摩擦力、剪切应力等的组合。材料的机械性能,如硬度、强度、延展性、弹性等,以及粒度、温度和加载速度等因素,都会对粉碎效果产生影响。例如,利用材料在特定条件下的特性,如某些材料在低温下变脆、在水中变脆,通过控制这些条件可更好地实现粉碎目的。
2. 研磨阶段:研磨过程通常以逐步的方式进行,包括粗碎、中碎、细磨以及更精细的研磨。不同阶段的研磨可根据使用目的,精准控制粉末的性质。
(二) 破碎
1. 破碎作用:破碎是将机械能施加到团聚颗粒上,松开团聚颗粒间的键合,减小颗粒尺寸,但几乎不产生新的固体表面。随着干法粉碎技术的发展,虽有许多初级颗粒能通过干法粉碎达到亚微米级,但这些颗粒往往因团聚形成几微米的聚集体。对于通过堆积法产生的超细颗粒和纳米颗粒,在形成粉末时同样会团聚成几微米的聚集体。因此,破碎作业在未来材料加工中愈发重要。
2. 团聚颗粒类型及处理:团聚粒子分为强键颗粒(颗粒通过表面和线相互连接)和弱键颗粒(在点和角落相互接触)。针对不同键合状态的团聚颗粒,施加能量的方式有所差异,以实现高效破碎。
(三) 分散
1. 分散过程:分散是固体物质变为细小颗粒,并在其他物质(分散介质)中分别扩散的过程。分散与粉碎有所不同,它并非破坏初级颗粒,而是解离初级颗粒之间的粘附力,将粉末颗粒在溶剂中精细粉碎,使其均质化和稳定化。分散的基本条件是颗粒足够小(约为0.1μm或更小),且颗粒之间不会相互粘合。
2.分散技术要点:
1)通过在溶剂中对粉末本身进行精细粉碎,实现均质化和稳定化。
2)改变粉末的表面状况,提高其润湿性和与溶剂的亲和性,便于在溶剂中分散。
3)将微粉化或超细颗粒均匀悬浮在液体介质中并维持该状态,使溶剂中团聚的颗粒松散至接近初级颗粒直径的尺寸。例如,在颜料加工中,良好的分散可显著提升颜料的着色力和透明度。
三、湿法研磨机的工作机制与优势
(一) 工作机制
湿法砂磨机通过内部结构转子对粉末、液体、浆料和珠子的混合物进行搅拌、粉碎和分散。在加工过程中,锆珠通过离心分离器以及加工后的过滤器进行单独工艺分离。博亿LMM机型采用分离狭缝的间隙分离法分离珠子并回收浆料。
在湿法砂磨机内部,加工材料在溶剂中经历“粉碎”“破碎”和“分散”过程:
1. 研磨:锆珠的研磨能量施加到固体颗粒上,减小颗粒尺寸并创建新表面。带电珠子作用于粗颗粒,通过剪切力、摩擦力和冲击力将其压碎,通常使用大珠子(约Φ0.5 - 2.0mm)进行该阶段加工。
2. 破碎:利用机械能松散团聚颗粒。由于粉末越小越易结块,此阶段需使用小珠子(约Φ0.05 - Φ0.5mm)进行加工,以实现“软分散”。
3. 稳定分散:将粉碎和破碎后的颗粒均匀撒布在溶剂中,使其稳定。博亿的技术能够生成长时间不沉降且不会聚集为纳米颗粒的浆料。
(二) 设备优势
湿法砂磨机在材料加工中具有显著优势。其能够高效实现颗粒的细化和分散,满足对材料高精度加工的需求。通过精准控制锆珠的使用和加工参数,可对不同性质的物料进行有效处理。
湿法研磨中的“研磨、破碎和分散”工艺相辅相成,构成了一套完整且高效的材料加工体系。通过深入理解这些工艺的原理和特点,合理运用湿法砂磨机设备,能够实现对材料颗粒的精准控制和优化,为各行业提供性能更优的材料。
随着技术的不断发展,博亿湿法研磨技术有望在更多领域得到应用和创新,推动材料加工行业迈向新的高度。