Mi az ultrahangos nedves csiszolás és részecskecsiszolás

Az Ultrasonics hatékony módszer a nedves csiszolásra és a szemcsecsiszolásra. A diszperzión és a deagglomeráción kívül a részecskecsiszolás is az ultrahang egyik fontos alkalmazása.

Az ultrahangos nedves őrlés és a szemcsés őrlés olyan folyékony környezetben történő őrlési módszerek, amelyek az ultrahang vibrációs hatását használják. Ez a módszer jellemzően ultrahangos generátor használatával nagyfrekvenciás rezgéseket állít elő, amelyek folyékony közegen keresztül jutnak el a feldolgozott anyaghoz. Az ultrahangos rezgés nagy intenzitású nyomáshullámokat és nyíróerőket hoz létre a folyadékban, ami az anyag töredezését és őrlését eredményezi. Ezt a módszert általában olyan alkalmazásokban használják, mint a porkészítés, a részecskefinomítás és az egyenletes diszperzió.

Az ultrahangos részecskecsiszolás számos előnnyel jár:

Hatékony köszörülés: Az ultrahangos rezgések nagy intenzitású energiát biztosítanak, amely elősegíti a részecskék ütközését és őrlését, lehetővé téve a gyors és hatékony köszörülési folyamatot.

Egyenletes diszperzió: Az ultrahangos rezgések hatékonyan diszpergálják a részecskéket a folyadékban, megakadályozva a részecskék aggregációját és agglomerációját, egyenletes őrlési hatást eredményezve.

Széleskörű alkalmazhatóság: Az ultrahangos részecskecsiszolás különféle típusú részecskékhez alkalmas, beleértve a szemcsés anyagokat, nanorészecskéket és kolloid részecskéket.

Erős szabályozhatóság: Az ultrahangos részecskecsiszolás paraméterei, mint például az ultrahang teljesítménye, frekvenciája és az őrlési idő, beállíthatók az őrlési folyamat pontos szabályozása érdekében.

Különösen az ultrafinom iszapok előállításánál az ultrahangos őrlésnek számos előnye van a hagyományos aprítóberendezésekhez képest, mint például a kolloid malmok (golyós malmok, gyöngymalmok), tárcsás malmok, sugármalmok, rotor-állórész keverők vagy nagynyomású homogenizátorok. Az Ultrasonics képes kezelni a nagy koncentrációjú és viszkozitású iszapokat, ezáltal csökkentve a későbbi feldolgozó berendezések mennyiségét. Az ultrahangos részecskecsiszolás különösen alkalmas mikrométeres és nanométeres méretű anyagok feldolgozására, mint például kerámia, alumínium-oxid, bárium-szulfát, kalcium-karbonát és fém-oxidok.

A következő mikrografikonok alumínium-oxid-trihidrát (150 mikrométertől 10 mikrométerig), kerámiák (30 mikrométertől 2 mikrométerig) és nátrium-karbonát (70 mikrométertől 3 mikrométerig) nedves őrlését mutatják be.

Mikroszkópos képek a timföldtrihidrát ultrahangos nedves őrléséről

Mikroszkópos képek a fogászati ​​kerámiák ultrahangos nedves csiszolásáról

Mikroszkópos képek a nátrium-karbonát ultrahangos nedves őrléséről

Az ultrahangos berendezés rendkívül egyszerűen telepíthető és működtethető, a csiszolás során mindössze két alkatrész érintkezik az anyaggal: egy titánötvözetből készült szerszámfej és egy rozsdamentes acél keringtető reakciótartály. Az ultrahangos keringetőtartály áramvonalas kialakításának köszönhetően gyorsan tisztítható. Az ultrahangos köszörülés viszonylag kevesebb energiát igényel a hagyományos csiszolóberendezésekhez képest, mivel a Hangchao ultrahangos eszközök nagy hatékonysággal alakítják át az elektromos energiát mechanikai energiává.

Az ultrahangos részecskecsiszolás hatása az ultrahanghullámok nagy intenzitású kavitációján alapul. Amikor egy folyadékot nagy intenzitású ultrahanghullámoknak vetnek ki, a folyékony közegben terjedő hanghullámok váltakoznak a nagynyomású (sűrítés) és az alacsony nyomású (hígítási) ciklusok között, a ciklusok sebességét az ultrahang frekvencia határozza meg. Az alacsony nyomású ciklus során a nagy intenzitású ultrahanghullámok kis vákuumbuborékokat vagy réseket hoznak létre a folyadékban. Amikor a buborékok olyan térfogatot érnek el, hogy már nem tudják elnyelni az energiát, a nagynyomású ciklus során hevesen összeomlanak, ezt a jelenséget kavitációnak nevezik.

A kavitációs buborékok összeomlása mikroturbulenciát eredményez, és a mikrosugarak akár 100 kilométer/órás sebességet is elérhetnek. A nagyobb részecskék felülete erodálódik (a környező folyadékban lévő kavitáció összeomlása miatt), vagy csökken (a részecskék közötti ütközés okozta töredezettség vagy felületi összeesett kavitáció miatt). A részecskeméretben és szerkezetben bekövetkezett változások a diffúzió, a tömegátadási folyamatok és a szilárdtestreakciók gyors felgyorsulásához vezetnek.

Az ultrahangos részecskecsiszolás széles körben alkalmazható az anyagtudományban, a nanotechnológiában, a gyógyszeriparban és más területeken, mint például a részecskefinomítás, a nanoanyagok előkészítése és a szuszpenziók egyenletes diszperziója.