초음파 습식 분쇄 및 입자 분쇄란 무엇입니까?

초음파는 습식 분쇄 및 입자 분쇄에 효과적인 방법입니다. 분산 및 응집 해제 외에도 입자 분쇄도 초음파의 중요한 응용 분야입니다.

초음파 습식 분쇄 및 입자 분쇄는 초음파의 진동 효과를 이용하여 액체 환경에서 분쇄하는 방법입니다. 이 방법은 일반적으로 초음파 발생기를 사용하여 액체 매질을 통해 처리되는 재료로 전달되는 고주파 진동을 생성합니다. 초음파 진동은 액체에 고강도 압력파와 전단력을 생성하여 재료가 조각화되고 분쇄됩니다. 이 방법은 분말 준비, 입자 미세화 및 균일한 분산과 같은 응용 분야에 일반적으로 사용됩니다.

초음파 입자 분쇄는 다음과 같은 몇 가지 장점을 제공합니다.

효율적인 분쇄: 초음파 진동은 입자 충돌 및 분쇄를 촉진하는 고강도 에너지를 제공하여 빠르고 효율적인 분쇄 공정을 가능하게 합니다.

균일한 분산: 초음파 진동은 액체에 입자를 효과적으로 분산시켜 입자 응집 및 뭉침을 방지하여 균일한 분쇄 효과를 제공합니다.

폭넓은 적용 가능성: 초음파 입자 분쇄는 입상 재료, 나노 입자 및 콜로이드 입자를 포함한 다양한 유형의 입자 재료에 적합합니다.

강력한 제어성: 초음파 출력, 주파수, 연삭 시간과 같은 초음파 입자 연삭의 매개변수를 조정하여 연삭 공정을 정밀하게 제어할 수 있습니다.

특히, 초미세 슬러리 제조에 있어서 초음파 분쇄는 콜로이드 밀(볼밀, 비드밀), 디스크밀, 제트밀, 로터-스테이터 혼합기, 고압균질화기 등 기존의 분쇄장비에 비해 많은 장점이 있다. 초음파는 고농도 및 점도의 슬러리를 처리할 수 있으므로 후속 처리 장비의 부피를 줄일 수 있습니다. 초음파 입자 분쇄는 세라믹, 알루미나, 황산바륨, 탄산칼슘, 금속 산화물과 같은 마이크로미터 및 나노미터 크기 범위의 재료를 가공하는 데 특히 적합합니다.

다음 현미경 사진은 삼수화물 알루미나(150마이크로미터~10마이크로미터), 세라믹(30마이크로미터~2마이크로미터) 및 탄산나트륨(70마이크로미터~3마이크로미터)의 습식 분쇄를 보여줍니다.

삼수화물 알루미나의 초음파 습식 분쇄의 현미경 이미지

치과용 세라믹의 초음파 습식 분쇄의 현미경 이미지

탄산나트륨의 초음파 습식 분쇄의 현미경 이미지

초음파 장비는 연삭 중에 재료와 접촉하는 두 가지 구성 요소, 즉 티타늄 합금 도구 헤드와 스테인리스강 순환 반응 탱크만으로 설치 및 작동이 매우 쉽습니다. 초음파 순환탱크의 유선형 설계로 빠른 세척이 가능합니다. 초음파 연삭은 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 Hangchao 초음파 장치의 높은 효율성으로 인해 기존 연삭 장비에 비해 상대적으로 적은 에너지를 필요로 합니다.

초음파 입자 분쇄의 효과는 초음파의 고강도 캐비테이션을 기반으로 합니다. 액체에 고강도 초음파가 가해지면 액체 매질에서 전파되는 음파가 고압(압축) 주기와 저압(희석) 주기를 번갈아 반복하며 주기 속도는 초음파 주파수에 따라 결정됩니다. 저압 사이클 동안 고강도 초음파는 액체에 작은 진공 기포나 틈을 만듭니다. 기포가 더 이상 에너지를 흡수할 수 없는 부피에 도달하면 고압 사이클 중에 격렬하게 붕괴되는 캐비테이션 현상이 발생합니다.

캐비테이션 기포의 붕괴로 인해 미세 난류와 마이크로 제트가 최대 시속 100km의 속도에 도달합니다. 더 큰 입자의 표면은 침식되거나(주변 액체의 공동화 붕괴로 인해) 크기가 감소합니다(충돌로 인한 단편화 또는 입자 간의 표면 붕괴 공동화로 인해). 입자 크기와 구조의 이러한 변화는 확산, 물질 전달 과정 및 고체 상태 반응의 급속한 가속화로 이어집니다.

초음파 입자 분쇄는 재료 과학, 나노기술, 제약 및 입자 정제, 나노재료 준비 및 현탁액의 균일한 분산과 같은 기타 분야에서 폭넓게 응용됩니다.