Экспериментальное исследование размера частиц циркониевого порошка в различных процессах шлифования

Для изучения влияния различного шлифовального оборудования и параметров процесса шлифования на дисперсию порошковых агрегатов в качестве исследовательского материала был выбран порошок оксида циркония с d50= 1,355 μm. Цель исследования заключалась в изучении влияния шлифовального оборудования и технологических параметров на размер частиц навозной жижи оксида циркония. Первоначально в качестве шлифовального оборудования использовались вертикальные шаровые мельницы, вертикальные бусовые мельницы и горизонтальные песчаные мельницы. В качестве измельчительной среды использовались 2 - мм циркониевые бусины, а соотношение среднего и среднего содержания материала в течение 15 часов измельчения поддерживалось на уровне 5:1. Размер частиц навозной жижи оксида циркония измерялся после измельчения. Результаты показали, что горизонтальная песчаная мельница обеспечивает лучший эффект шлифования, при этом значение d50 составляет 0,303 грава для навозной жижи оксида циркония.

Впоследствии в качестве шлифовального оборудования была выбрана горизонтальная песчаная мельница, а в качестве шлифовальной среды использовались 2 - мм циркониевые бусины. В число изучаемых факторов входили соотношение среднего содержания навоза к материалу, содержание твердого навоза, линейная скорость и время шлифования на трех уровнях. Четырехфакторный, трехуровневый ортогональный экспериментальный проект (соотношение среднего и материального компонентов 4:1, 5:1 и 6:1); Содержание твердого навоза 35%, 45% и 55%; Линейная скорость 5 м/с, 10 м/с и 15 м/с; Время измельчения 20 ч., 25 ч. 00 м. и 30 ч. 00 м. было использовано для исследования размера частиц навозной жижи оксида циркония после измельчения. Результаты показали, что при использовании горизонтальной песчаной мельницы в качестве шлифовального оборудования со средним соотношением содержания навозной жижи к материалу 4:1, твердым содержанием навозной жижи 45%, линейной скоростью 10 м/с и временем шлифования 25 000 был достигнут лучший эффект шлифования при значении d50 приблизительно 0,3 градуса.

Нанопорошки широко используются в высокопроизводительных керамических материалах. Однако нановладельцы часто страдают от серьезного агрегирования, которое может повлиять на их производительность. Для решения проблем порошкового агрегирования обычно используются два основных метода. Один из подходов предусматривает контроль за образованием агрегатов, таких, как использование гидротермальных методов, процессов солей-геля или добавление дисперсантов и обезвоживания растворителей в системы выпадения осадков. Однако этот метод может быть сложным, увеличивая производственные издержки и время. Другой подход заключается в механической измельчении и рассеивании агрегатов после их образования. Распространенное шлифовальное оборудование, используемое в промышленности, включает горизонтальные песчаные мельницы, вертикальные бусинные мельницы и шаровые мельницы.

В этом исследовании были исследованы различные шлифовальные установки и параметры процесса шлифования на предмет их воздействия на рассеивание порошковых агрегатов с использованием оксида циркония порошкового с d50= 1,355 грава. Первоначально в одних и тех же условиях проводилось сравнение различных шлифовальных станков для определения оптимального оборудования. Впоследствии было использовано выбранное оборудование, а для определения наилучших параметров процесса шлифования был внедрен четырехфакторный трехуровневый ортогональный экспериментальный проект.

Экспериментальная процедура:

Оксид цирконии был подготовлен с помощью метода coprecipitation. Было установлено, что d50 и d90 первоначального порошка оксида циркония составляли 1,355 и 9,440 соответственно. Различные шлифовальные установки (вертикальные шаровые мельницы, вертикальные бусины и горизонтальные песочные мельницы) использовались с 2мм циркониевыми бусями в качестве шлифовальных сред (соотношение среднего к материалу 5:1) и чистой водой в качестве дисперсионных сред (твердое содержание навозной жижи составляет 45%). После 15 часов измельчения распределение образующейся в результате этого навозной жижи по размеру частиц измерялось с использованием анализатора размера лазерных частиц более высокого размера 2000 для определения оптимального оборудования для измельчения.

В качестве оптимального оборудования была выбрана горизонтальная песочная мельница, а четырехфакторный, трехуровневый ортогональный экспериментальный проект был выполнен с использованием среднего соотношения к материалу, твердого содержания навозной жижи, линейной скорости и времени шлифования. Результаты показали, что время шлифования оказывает наиболее значительное воздействие на шлифовальный эффект, за которым следует линейная скорость, а другие факторы оказывают относительно меньшее воздействие. Наилучшая комбинация, в соответствии с размером частиц и анализом разности, была определена как соотношение среднего содержания навозной жижи к материалу 4:1, твердого содержания навозной жижи 45%, линейной скорости 10 м/с и времени измельчения 25 часов.

3. Заключение:

1. Горизонтальная песчаная мельница дала лучший эффект шлифования, с d50 0,303 грава для навозной жижи оксида циркония.

2. Using the horizontal sand mill as the grinding equipment with a medium-to-material ratio of 4:1, slurry solid content of 45%, linear velocity of 10 m/s, and grinding time of 25 hours, the best grinding effect was achieved, with a d50 of approximately 0.3μm.