Шта је ултразвучно мокро брушење и брушење честица

Ултразвук је ефикасан метод за мокро млевење и брушење честица. Поред дисперзије и деагломерације, млевење честица је такође важна примена ултразвука.

Ултразвучно мокро млевење и брушење честица су методе млевења у течном окружењу користећи ефекат вибрације ултразвука. Ова метода обично укључује употребу ултразвучног генератора за производњу високофреквентних вибрација, које се преносе кроз течни медијум до материјала који се обрађује. Ултразвучна вибрација ствара таласе притиска високог интензитета и силе смицања у течности, што доводи до фрагментације и млевења материјала. Ова метода се обично користи у апликацијама као што су припрема праха, рафинирање честица и једнолична дисперзија.

Ултразвучно млевење честица нуди неколико предности:

Ефикасно млевење: Ултразвучне вибрације обезбеђују енергију високог интензитета која промовише судар честица и млевење, омогућавајући брз и ефикасан процес млевења.

Уједначена дисперзија: Ултразвучне вибрације ефикасно распршују честице у течности, спречавајући агрегацију и агломерацију честица, што резултира уједначеним ефектом млевења.

Широка примена: Ултразвучно млевење честица је погодно за различите врсте материјала честица, укључујући грануларне материјале, наночестице и колоидне честице.

Снажна контрола: Параметри ултразвучног млевења честица, као што су ултразвучна снага, фреквенција и време млевења, могу се подесити да би се постигла прецизна контрола над процесом млевења.

Конкретно, за припрему ултрафине суспензије, ултразвучно млевење има много предности у поређењу са конвенционалном опремом за дробљење као што су колоидни млинови (млинови са куглицама, млинови са перлама), млинови са дисковима, млинови на млазу, миксери ротор-статор или хомогенизатори високог притиска. Ултразвук може да се носи са високим концентрацијама и вискозитетима суспензије, чиме се смањује запремина опреме за накнадну обраду. Ултразвучно брушење честица је посебно погодно за обраду материјала у микрометарском и нанометарском опсегу величина, као што су керамика, глиница, баријум сулфат, калцијум карбонат и метални оксиди.

Следећи микрограми показују мокро млевење трихидрата глинице (од 150 микрометара до 10 микрометара), керамике (од 30 микрометара до 2 микрометра) и натријум карбоната (од 70 микрометара до 3 микрометра).

Микроскопске слике ултразвучног влажног млевења трихидрата глинице

Микроскопске слике ултразвучног влажног брушења зубне керамике

Микроскопске слике ултразвучног влажног млевења натријум карбоната

Ултразвучна опрема је изузетно једноставна за инсталацију и рад, са само две компоненте које долазе у контакт са материјалом током брушења: глава алата од легуре титанијума и реакциони резервоар од нерђајућег челика. Због модерног дизајна ултразвучног резервоара за циркулацију, може се брзо очистити. Ултразвучно млевење захтева релативно мање енергије у поређењу са традиционалном опремом за млевење због високе ефикасности Хангцхао ултразвучних уређаја у претварању електричне енергије у механичку енергију.

Ефекат ултразвучног млевења честица заснива се на кавитацији високог интензитета ултразвучних таласа. Када је течност подвргнута ултразвучним таласима високог интензитета, звучни таласи који се шире у течном медијуму се смењују између циклуса високог притиска (компресија) и ниског притиска (разблаживање), при чему је брзина циклуса одређена ултразвучном фреквенцијом. Током циклуса ниског притиска, ултразвучни таласи високог интензитета стварају мале вакуумске мехуриће или празнине у течности. Када мехурићи достигну запремину у којој више не могу да апсорбују енергију, они се нагло срушавају током циклуса високог притиска, што је феномен познат као кавитација.

Колапс кавитационих мехурића доводи до микротурбуленције и микромлазева који достижу брзину до 100 километара на сат. Површине већих честица су еродиране (због колапса кавитације у околној течности) или смањене у величини (због фрагментације изазване сударом или површински колапсиране кавитације између честица). Ове промене у величини и структури честица доводе до брзог убрзања дифузије, процеса преноса масе и реакција у чврстом стању.

Ултразвучно млевење честица налази широку примену у науци о материјалима, нанотехнологији, фармацији и другим областима, као што су рафинирање честица, припрема наноматеријала и једнообразна дисперзија суспензија.