Investigación Experimental del tamaño de partícula de polvo de Zirconia en varios procesos de molienda

Para estudiar el efecto de diferentes equipos de molienda y parámetros del proceso de molienda en la dispersión de los agregados en polvo, se eligió polvo de óxido de zircon d50= 1,355 μm como material de investigación. El estudio tuvo como objetivo examinar la influencia de los equipos de molienda y los parámetros del proceso en el tamaño de partícula de la disolución de óxido de zirconia. Inicialmente, los molinos de bolas verticales, molinos de grano verticales y molinos de arena horizontales fueron empleados como equipo de molienda. Se utilizaron cuentas de zirconia de 2mm como medio de molienda, y se mantuvo una relación media a material de 5:1 durante 15 horas de molienda. El tamaño de partícula de la disolución de óxido de zirconia se midió después de la molienda. Los resultados revelaron que el molino de arena horizontal proporcionó el mejor efecto de molienda, con un valor de d50 de 0.303μm para el purín de óxido de zirconia.

Posteriormente, se eligió el molino de arena horizontal como equipo de molienda, y se utilizaron cuentas de zirconia de 2mm como medio de molienda. Los factores de estudio incluyeron la relación medio material, contenido sólido de purín, velocidad lineal y tiempo de molienda, cada uno en tres niveles. Un diseño experimental ortogonal de cuatro factores y tres niveles (relación media-material de 4:1, 5:1, y 6:1; Contenido sólido de purín de 35%, 45% y 55%; Velocidad lineal de 5 m/s, 10 m/s y 15 m/s; Tiempo de molienda de 20h, 25h y 30h) se emplepara investigar el tamaño de partícula de la disolución de óxido de zirconia después de la molienda. Los resultados indicaron que, al utilizar el molino de arena horizontal como equipo de molienda con una relación medio material de 4:1, contenido sólido de purín de 45%, velocidad lineal de 10 m/s y tiempo de molienda de 25h, se logró el mejor efecto de molienda, con un valor d50 de aproximadamente 0.3μm.

Nanopolvos son ampliamente utilizados en materiales cerámicos de alto rendimiento. Sin embargo, los nanopolvos a menudo sufren de agregsevera, lo que puede afectar a su rendimiento. Para abordar los problemas de agregación de polvo, generalmente se emplean dos métodos principales. Un enfoque consiste en controlar la formación de agregados, como el uso de métodos hidrotermales, procesos sol-gel, o la adición de dispersantes y deshidratpor disolvente en los sistemas de precipitación. Sin embargo, este método puede ser complejo, aumentando los costos de producción y el tiempo. El otro método consiste en moler mecánicamente y dispersar los agregados una vez formados. El equipo de molienda común utilizado en la industria incluye molinos de arena horizontales, molinos de grano verticales y molinos de bolas.

En este estudio, se investigaron diferentes equipos de molienda y parámetros del proceso de molienda por su efecto sobre la dispersión de agregados de polvo utilizando polvo de óxido de zirconia con d50=1.355μm. Inicialmente, diferentes equipos de rectise compararon bajo las mismas condiciones de rectipara determinar el equipo óptimo. Posteriormente, se utilizó el equipo elegido y se implementó un diseño experimental ortogonal de cuatro factores y tres niveles para determinar los mejores parámetros del proceso de rectirectificado.

Procedimiento Experimental:

El óxido de zirconia se preparó utilizando el método de coprecipitación. Se encontró que el d50 y d90 del polvo original de óxido de zirconia eran 1,355 μm y 9,440 μm, respectivamente. Se utilizaron diferentes equipos de molienda (molinos de bolas verticales, molinos de grano verticales y molinos de arena horizontales) con perlas de zirconia de 2mm como medio de molienda (relación media a material de 5:1) y agua pura como medio de dispersión (contenido sólido de purín de 45%). Después de 15 horas de molienda, la distribución de tamaño de partícula del purín resultante se midió usando un analizde tamaño de partícula láser Bettersize2000 para determinar el equipo de molienda óptimo.

El molino de arena horizontal fue elegido como el equipo óptimo, y un diseño experimental ortogonal de cuatro factores y tres niveles se llevó a cabo utilizando la relación media a material, contenido sólido de purín, velocidad lineal y tiempo de molienda. Los resultados mostraron que el tiempo de rectificado tuvo el impacto más significativo en el efecto de rectificado, seguido por la velocidad lineal, con los otros factores que tienen efectos relativamente más pequeños. La mejor combinación, de acuerdo con el tamaño de partícula y el análisis de diferencia, se determinó que era una relación medio-material de 4:1, contenido sólido de purín de 45%, velocidad lineal de 10 m/s, y tiempo de molición de 25 horas.

Conclusión:

1. El molino de arena horizontal produjo el mejor efecto de molienda, con una d50 de 0,303 μm para el purde óxido de zirconia.

2. Usando el molino de arena horizontal como equipo de molienda con una relación medio material de 4:1, contenido sólido de purín de 45%, velocidad lineal de 10 m/s, y tiempo de molienda de 25 horas, se logró el mejor efecto de molienda, con una d50 de aproximadamente 0.3μm.