Hvad er ultralyds vådslibning og partikelslibning

Ultralyd er en effektiv metode til vådslibning og partikelslibning. Ud over spredning og deagglomerering er partikelslibning også en vigtig anvendelse af ultralyd.

Ultralyds vådslibning og partikelslibning er metoder til slibning i et flydende miljø ved hjælp af vibrationseffekten fra ultralyd. Denne metode involverer typisk brugen af ​​en ultralydsgenerator til at producere højfrekvente vibrationer, som transmitteres gennem et flydende medium til materialet, der behandles. Ultralydsvibrationen skaber højintensive trykbølger og forskydningskræfter i væsken, hvilket resulterer i fragmentering og slibning af materialet. Denne metode er almindeligt anvendt i applikationer som pulverforberedelse, partikelforfining og ensartet dispersion.

Ultralydspartikelslibning giver flere fordele:

Effektiv slibning: Ultralydsvibrationer giver højintensiv energi, der fremmer partikelkollision og slibning, hvilket muliggør en hurtig og effektiv slibeproces.

Ensartet spredning: Ultralydsvibrationer spreder effektivt partikler i en væske, hvilket forhindrer partikelaggregation og agglomerering, hvilket resulterer i en ensartet slibeeffekt.

Bred anvendelighed: Ultralydspartikelslibning er velegnet til forskellige typer partikelmaterialer, herunder granulære materialer, nanopartikler og kolloide partikler.

Stærk kontrollerbarhed: Parametre for ultralydspartikelslibning, såsom ultralydseffekt, frekvens og slibningstid, kan justeres for at opnå præcis kontrol over slibningsprocessen.

Specielt til fremstilling af ultrafine opslæmninger har ultralydsformaling mange fordele sammenlignet med konventionelt knuseudstyr, såsom kolloidmøller (kuglemøller, perlemøller), skivemøller, jetmøller, rotor-stator-blandere eller højtrykshomogenisatorer. Ultralyd kan håndtere høje koncentrationer og viskositeter af gyller og derved reducere mængden af ​​efterfølgende behandlingsudstyr. Ultralydspartikelslibning er særligt velegnet til behandling af materialer i mikrometer- og nanometerstørrelsesområdet, såsom keramik, aluminiumoxid, bariumsulfat, calciumcarbonat og metaloxider.

De følgende mikrofotografier viser vådformaling af trihydrataluminiumoxid (fra 150 mikrometer til 10 mikrometer), keramik (fra 30 mikrometer til 2 mikrometer) og natriumcarbonat (fra 70 mikrometer til 3 mikrometer).

Mikroskopiske billeder af ultralyds vådslibning af trihydrataluminiumoxid

Mikroskopiske billeder af ultralyds vådslibning af tandkeramik

Mikroskopiske billeder af ultralyds vådslibning af natriumkarbonat

Ultralydsudstyr er ekstremt nemt at installere og betjene, idet kun to komponenter kommer i kontakt med materialet under slibning: et værktøjshoved af titanlegering og en cirkulationsreaktionstank i rustfrit stål. På grund af det strømlinede design af ultralydscirkulationstanken kan den hurtigt rengøres. Ultralydsslibning kræver relativt mindre energi sammenlignet med traditionelt slibeudstyr på grund af den høje effektivitet af Hangchao ultralydsenheder til at konvertere elektrisk energi til mekanisk energi.

Effekten af ​​ultralydspartikelslibning er baseret på højintensiv kavitation af ultralydsbølger. Når en væske udsættes for ultralydsbølger med høj intensitet, veksler de udbredende lydbølger i det flydende medium mellem højtryks- (kompression) og lavtryks- (fortynding) cyklusser, med hastigheden af ​​cyklusser bestemt af ultralydsfrekvensen. Under lavtrykscyklussen skaber ultralydsbølgerne med høj intensitet små vakuumbobler eller huller i væsken. Når boblerne når et volumen, hvor de ikke længere kan absorbere energi, kollapser de voldsomt under højtrykscyklussen, et fænomen kendt som kavitation.

Kavitationsboblernes kollaps resulterer i mikroturbulens, og mikrojetfly når hastigheder på op til 100 kilometer i timen. Overfladerne på større partikler eroderes (på grund af sammenbrud af kavitation i den omgivende væske) eller reduceres i størrelse (på grund af kollisionsinduceret fragmentering eller overfladekollapseret kavitation mellem partikler). Disse ændringer i partikelstørrelse og struktur fører til en hurtig acceleration af diffusion, masseoverførselsprocesser og faststofreaktioner.

Ultralydspartikelslibning finder brede anvendelser inden for materialevidenskab, nanoteknologi, farmaceutiske og andre områder, såsom partikelforfining, fremstilling af nanomaterialer og ensartet spredning af suspensioner.