Ультразвукове подрібнення

Ультразвуковий мокрий розмелювання та мікро-подрібнення

AL(OH)3 до/післяОбробка ультразвуком є ​​ефективним засобом для мокрого розмелювання та мікроподрібнення частинок. Крім диспергування та деагломерації, мокрий розмелювання є ще одним важливим застосуванням для ультразвукових пристроїв компанії Hielscher.

Зокрема, при отриманні надтонких суспензій ультразвук має безліч переваг, якщо його порівнювати з обладнанням, що зазвичай застосовується для зменшення розмірів частинок, таким як колоїдні млини (наприклад, кульові млини), дискові млини, струминні млини, роторно-статорні змішувачі (ultra turrax) або гомогенізаторів високого тиску.

Ультразвукова обробка робить поправку на обробку суспензій, що мають високу концентрацію і високу в'язкість, знижуючи тим самим обсяг матеріалу, що підлягає обробці. Ультразвукове подрібнення особливо підходить для обробки матеріалів, що мають мікронний розмір і нано-розмір, наприклад, кераміки, гідроксиду алюмінію, сульфату барію, карбонату кальцію та оксидів металів. Таблиці нижче показують отримані за допомогою мікроскопа зображення подрібнення гідроксиду алюмінію (з 150 до 10 мікрон), кераміки (з 30 мікрон до 2 мікрон) і карбонату натрію (з 70 мікрон до 3 мікрон).

Отримані за допомогою мікроскопа збільшені зображення ультразвукового подрібнення гідроксиду алюмінію

роздільна здатність 10x роздільна здатність 40x012

Клацніть на наведені вище зображення, щоб побачити зображення з повною роздільною здатністю (640x480px). Гідроокис алюмінію на обробку було надано компанією Alcoa WorldAlumina LLC, Пітсбург, Пенсільванія, США. Гідроокис алюмінію також відомий як гідрат окису алюмінію Байєрівського процесу, C-30, KB-30, KC-30, KH-30, гідргіліт або гіббсит. Вона має твердість за Мосом від 2.5 до 3.5.

Отримані за допомогою мікроскопа збільшені зображення ультразвукового подрібнення зубної кераміки

роздільна здатність 100x012

Клацніть на наведені вище зображення, щоб побачити зображення з повною роздільною здатністю (640x480px).

Отримані з допомогою мікроскопа збільшені зображення ультразвукового подрібнення карбонату натрію (Na2CO3) в ізопропанолі

роздільна здатність 10x роздільна здатність 40x012

Клацніть на наведені вище зображення, щоб побачити зображення з повною роздільною здатністю (1280x1024px). Карбонат натрію Na2CO3 також відомий як кристалічна сода або кальцинована сода.

Отримані за допомогою мікроскопа збільшені зображення ультразвукового подрібнення пурпурного пігменту на нафтовій основі

роздільна здатність 40x роздільна здатність 100x01

Клацніть на наведені вище зображення, щоб побачити зображення з повною роздільною здатністю (1280x1024px).

Ультразвукові пристрої дуже легко встановлювати та експлуатувати. Є лише дві деталі, які контактують із матеріалом, призначеним для подрібнення: титановий хвилевід та проточна кювета з нержавіючої сталі. Завдяки простоті конструкції ультразвукової проточної кювети вузли приладу можна.вичистити дуже швидко. Оскільки ультразвукові пристрої компанії Hielscher мають дуже високу ефективність у перетворенні електричної енергії на механічну енергію, устаткуванню ультразвукового подрібнення зазвичай потрібно менше енергії, ніж стандартному обладнанню, що подрібнює.

Ефект подрібнення частинок ґрунтується на інтенсивній ультразвуковій кавітації. При високоінтенсивній обробці рідин ультразвуком звукові хвилі, які поширюються в рідкому середовищі, призводять до чергування циклів високого тиску (компресія) та низького тиску (розрядження), причому їхня швидкість залежить від частоти. Під час циклу низького тиску високоінтенсивні ультразвукові хвилі створюють дрібні бульбашки вакууму, або порожнечі рідини. Коли бульбашки досягають об'єму, коли вони більше не можуть поглинати енергію, вони з силою лопаються під час циклу високого тиску. Дане явище зветься кавітації. Внутрішній вибух кавітаційних бульбашок призводить до виникнення мікро-турбулентностей та мікро-струменів зі швидкостями до 1000 км/год. Великі частинки піддаються поверхневій ерозії (через руйнування кавітації у навколишньому рідини) чи скорочення у розмірах (у зв'язку з поділом, що має місце після зіткнення частинок між собою, або лопання кавітаційних бульбашок, що утворилися на поверхні). Це призводить до різкого прискорення дифузії, процесу перенесення маси та до реакцій твердої фази, викликаних змінами у розмірі та структурі кристаліту.

---