البحث التجريبي في حجم جسيمات مسحوق الزركونيا في عمليات الطحن المختلفة

ولدراسة تأثير معدات الطحن المختلفة وبارامترات عملية الطحن على تناثر كتل المساحيق، اختير مسحوق أكسيد الزركونيا الذي يساوي d50 ميكرومتر كمادة بحثية. وتهدف الدراسة إلى دراسة تأثير معدات الطحن وبارامترات المعالجة على حجم جسيمات ملاط أكسيد الزركونيا. في البداية، تم استخدام طواحين الكرات العمودية، طواحين الخرز العمودية، وطواحين الرمال الأفقية كمعدات للطحن. تم استخدام خرز زركونيا 2 ملم كووسط للطحن، وتم الحفاظ على نسبة متوسطة إلى المواد 5:1 خلال 15 ساعة من الطحن. وتم قياس حجم جسيمات ملاط أكسيد الزركونيا بعد طحنه. وكشفت النتائج أن طاحونة الرمال الأفقية قدمت أفضل تأثير للطحن، حيث بلغت قيمة d50 0.303 ميكرومتر لطمي أكسيد الزركونيا.

وفي وقت لاحق، تم اختيار طاحونة الرمال الأفقية كمعدات للطحن، واستخدمت حبات الزركونيا 2 ملم كوساطة للطحن. وشملت عوامل الدراسة نسبة المواد إلى المتوسطة، والمحتوى الصلب من الملاط، والسرعة الخطية، ووقت الطحن، على ثلاثة مستويات لكل منها. تصميم تجريبي متعامد من أربعة عوامل وثلاثة مستويات (نسبة متوسطة إلى المواد 1:4 و 1:5 و 1:6 ؛ محتوى صلب من الملاط يبلغ 35 في المائة و 45 في المائة و 55 في المائة ؛ سرعة خطية تبلغ 5 م/ث و 10 م/ث و 15 م/ث ؛ ) ووقت طحن قدره 20 ساعة و 25 ساعة و 30 ساعة) لدراسة حجم جسيمات ملاط أكسيد الزركونيا بعد الطحن. وأشارت النتائج إلى أنه عند استخدام طاحونة الرمل الأفقية كمعدات طحن تبلغ نسبة متوسطة إلى مواد قدرها 4:1، والمحتوى الصلب من الملاط 45 ٪، وسرعة خطية قدرها 10 م/ث، ووقت طحن قدره 25 ساعة، تم تحقيق أفضل تأثير للطحن بقيمة d50 تبلغ حوالي 0.3 ميكرومتر.

تستخدم رشاشات النانو على نطاق واسع في المواد الخزفية عالية الأداء. ومع ذلك، غالبًا ما تعاني عواصف النانو من التجميع الشديد، والذي يمكن أن يؤثر على أدائها. لمعالجة قضايا تجميع المساحيق، يتم استخدام طريقتين رئيسيتين عادة. ينطوي أحد النهج على التحكم في تكوين المجاميع، مثل استخدام الطرق الحرارية المائية، وعمليات الهلام المتجانس، أو إضافة المشتتات والجفاف بالمذيبات في نظم الترسيب. ومع ذلك، يمكن أن تكون هذه الطريقة معقدة، مما يزيد من تكاليف الإنتاج والوقت. النهج الآخر هو طحن وتشتيت المجاميع ميكانيكيًا بعد تشكيلها. وتشمل معدات الطحن الشائعة المستخدمة في الصناعة طواحين الرمال الأفقية، طواحين الخرز العمودية، وطواحين الكرات.

وفي هذه الدراسة، تم بحث معايير مختلفة لمعدات الطحن وعملية الطحن لمعرفة تأثيرها على تشتت مكعبات المساحيق باستخدام مسحوق أكسيد الزركونيا ذي d50=1.355μm. في البداية، تمت مقارنة معدات طحن مختلفة تحت نفس ظروف الطحن لتحديد المعدات المثلى. وفي وقت لاحق، تم استخدام المعدات المختارة، وتم تنفيذ تصميم تجريبي متعامد من أربعة عوامل وثلاثة مستويات لتحديد أفضل معايير عملية الطحن.

الإجراء التجريبي:

تم تحضير أكسيد الزركونيا باستخدام طريقة الترسيب المشترك. ووجد أن d50 و d90 من مسحوق أكسيد الزركونيا الأصلي يبلغ 1.355μm و 9.440m، على التوالي. واستخدمت معدات طحن مختلفة (المطاحن الكروية الرأسية، وطواحين الخرز الرأسية، وطواحين الرمال الأفقية) مع خرزات الزركونيا 2 مم كوسائل طحن (نسبة متوسطة إلى المواد 5:1) والمياه النقية كوسائل تشتت (المحتوى الصلب من الملاط 45 ٪). وبعد 15 ساعة من الطحن، تم قياس توزيع حجم الجسيمات في الملاط الناتج باستخدام محلل ليزري لحجم الجسيمات Bettersize2000 لتحديد معدات الطحن المثلى.

وقد تم اختيار طاحونة الرمل الأفقية كأفضل المعدات، وتم تنفيذ تصميم تجريبي متعامد من أربعة عوامل وثلاثة مستويات باستخدام نسبة متوسطة إلى المواد، ومحتوى من الملاط الصلب، والسرعة الخطية، ووقت الطحن. وأظهرت النتائج أن زمن الطحن كان له التأثير الأكثر أهمية على تأثير الطحن، يليه السرعة الخطية، مع العوامل الأخرى التي لها تأثيرات أصغر نسبيا. وقد حُدِّد أن أفضل مزيج، وفقاً لتحليل حجم الجسيمات والفرق، هو أن تكون النسبة المتوسطة إلى المواد هي 4:1، والمحتوى الصلب من الطمي 45 في المائة، والسرعة الخطية 10 م/ث، ووقت الطحن 25 ساعة.

الاستنتاج:

1. وقد أسفرت طاحونة الرمل الأفقية عن أفضل تأثير للطحن، حيث بلغ d50 0,303 ميكرومتر من ملاط أكسيد الزركونيا.

2. وباستخدام طاحونة الرمل الأفقية كمعدات طحن بنسبة متوسطة إلى مواد تبلغ 4:1، ومحتوى صلب من الطين يبلغ 45 في المائة، وسرعة خطية تبلغ 10 م/ث، ووقت طحن يبلغ 25 ساعة، أمكن تحقيق أفضل تأثير للطحن بمقدار d50 يبلغ حوالي 0.3 ميكرومتر.