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喷雾干燥机在陶瓷产品制备中的应用

返回列表 浏览:35 日期:2025-04-21

喷雾干燥机在陶瓷产品制备中应用广泛,以下是一些用到该工艺的陶瓷产品:


结构陶瓷

氮化硅陶瓷:氮化硅陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀等优良性能。在制备氮化硅陶瓷粉体时,采用喷雾干燥工艺,将氮化硅粉料与各种烧结助剂的混合液雾化成微小液滴,经瞬间干燥得到流动性好的颗粒状粉料,适合干压成型等工业化生产,有助于提高生产效率和产品质量。

氧化铝陶瓷:例如高纯氧化铝陶瓷微球、多孔氧化铝陶瓷等。对于高纯氧化铝陶瓷,通过喷雾干燥工艺可精准控制其粒度分布和颗粒形貌,满足锂电池隔膜等生产工艺对氧化铝粉体的高性能要求,如提高隔膜的孔隙率、透气性和吸液率等。多孔氧化铝陶瓷作为锂电池陶瓷隔膜涂层材料,利用喷雾干燥能在惰性气体环境下将液态物料雾化干燥,防止物料氧化,且可实现有机溶剂的回收再利用,整个过程安全、环保、节能。

功能陶瓷

PTC 热敏陶瓷:在 PTC 热敏陶瓷片生产过程中,喷雾干燥法造粒是重要工序。把带有粘合剂的粉料用喷雾器喷入造粒塔中进行雾化,雾滴被塔中热气流干燥成颗粒状粉体,这种粉料具有较好的流动性与压延性,能使压片工序中得到的片子具有较好强度、不易分层开裂,从而保证了 PTC 陶瓷片的外观、机械性能以及阻温特性。

陶瓷电容器:如多层陶瓷电容器(MLCC)用的陶瓷介质材料。喷雾干燥工艺可将陶瓷浆料制成粒度均匀、球形度好的粉末,有利于提高电容器的性能和可靠性,还能提高生产效率,满足大规模生产需求。

日用陶瓷:部分高档日用陶瓷在生产过程中也会用到喷雾干燥工艺。例如,一些对瓷质要求较高的骨瓷、强化瓷等,通过喷雾干燥制备的粉料粒度均匀,能使坯体更加致密,提高产品的白度、透光度和机械强度,同时也有助于实现自动化生产,提高生产效率和产品质量的稳定性。

特种陶瓷:在特种陶瓷造粒中,喷雾干燥技术能够同时实现脱水过程和造粒过程,极大地增强了粉料的流动性,保证了成型后的生坯具有一定的密度和强度,在特种陶瓷的干压成型中起到重要作用。通过精确控制喷嘴的雾化效果与干燥室内的温度、风速,能够确保陶瓷粉体在极短时间内形成理想的球形颗粒,提升陶瓷制品的烧结性能和机械强度,降低能耗和生产成本。

喷雾干燥机在制备陶瓷产品时,影响其产品质量的因素主要有以下几个方面:

物料特性

原料纯度:原料的纯度直接影响陶瓷产品的性能和质量。纯度高的原料能减少杂质对陶瓷性能的不良影响,如提高陶瓷的致密度、机械强度和电气性能等。

浆料浓度:浆料浓度过高,会使雾化困难,液滴在干燥过程中可能因干燥不充分而导致颗粒内部出现空心或表面开裂;浓度过低,则会增加干燥成本,且得到的颗粒强度较低,在后续加工过程中容易破碎。

粒度分布:原料的粒度分布影响陶瓷产品的均匀性和性能。如果粒度分布不均匀,在干燥和烧结过程中,不同粒径的颗粒收缩不一致,容易导致产品出现裂纹、变形等缺陷。

设备参数

雾化器类型与转速:不同类型的雾化器(如离心式、压力式、气流式)产生的液滴粒径和分布不同。雾化器转速越高,液滴粒径越小,比表面积越大,干燥速度越快,但可能会使颗粒的球形度变差;转速过低,液滴粒径大,干燥时间长,容易出现颗粒表面硬壳或内部未干透的情况。

干燥温度:干燥温度是影响产品质量的关键因素之一。温度过高,可能导致陶瓷颗粒表面过热,出现变色、变形甚至团聚现象,还可能使一些有机物添加剂过早分解,影响后续成型和烧结性能;温度过低,干燥时间延长,生产效率降低,且可能使颗粒干燥不充分,含水量过高,在后续加工中引发缺陷。

热风流量与风速:热风流量和风速影响干燥效率和颗粒的运动状态。合适的热风流量和风速能使液滴在干燥室内均匀分散,与热空气充分接触,保证干燥效果的一致性。如果热风流量过大或风速过快,会使颗粒在干燥室内停留时间过短,干燥不充分;反之,颗粒可能会在干燥室内堆积,导致干燥不均匀。

工艺操作

进料速度:进料速度应与干燥能力相匹配。进料速度过快,会使干燥室内的液滴过多,热空气无法及时将水分带走,导致颗粒干燥不完全,甚至出现粘壁现象;进料速度过慢,则会降低生产效率,且可能使颗粒在高温环境下停留时间过长,产生过烧等问题。

干燥时间:干燥时间不足,颗粒内部水分未完全去除,在后续烧结过程中可能会因水分蒸发而产生气孔、裂纹等缺陷;干燥时间过长,不仅会增加能耗和生产成本,还可能使颗粒的性能发生变化,如晶粒长大、晶体结构改变等,影响陶瓷产品的最终性能。

设备清洁与维护:喷雾干燥机的清洁和维护对产品质量至关重要。设备内部残留的物料、杂质等可能会混入下一批产品中,影响产品的纯度和性能。定期对设备进行检查、清洁和维护,能保证设备的正常运行,减少因设备故障而导致的产品质量问题。

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