Research on the Preparation Process of Ultrafine Oxide Particles (باللغة الإنجليزية)

تشير المواد النانوية إلى المواد ذات أحجام الوحدات الهيكلية التي تتراوح من 1 نانومتر إلى 100 نانومتر. وهي تظهر ثلاثة آثار هامة وتطبق على نطاق واسع في صناعات مثل القطاعات الكيميائية والإلكترونية والهندسة. تعرض أكسيد الزنك فائق الدقة، وهو مادة نانوية شائعة الاستخدام، للطحن الجاف باستخدام طاحونة اهتزاز أفقية في هذه الدراسة. تم اختبار أشكال وأحجام مختلفة من وسائط الطحن، وخاصة سيراميك الزركونيا، لتحليل بيانات حجم الجسيمات بعد الطحن، بهدف تحديد تأثير وسائط الطحن#حجم وشكل 39;s على حجم الجسيمات.

وكشفت التجربة أنه عندما يكون معدل الملء ثابتاً، يرتبط تأثير طحن أكسيد الزنك بالوزن النوعي لوسط الطحن. وقد أدى الثقل النوعي الأعلى لوسائد الطحن إلى قوة اصطدام أكبر وآثار طحن أفضل.

يجسد أكسيد الزنك فائق الدقة، الذي يتراوح حجمه بين 1 نانومتر و 100 نانومتر، تأثيرات سطحية فريدة من نوعها، وتأثيرات حجم، وتأثيرات نفق الكم النموذجية للمواد النانوية. يمتلك الثبات الحراري والكيميائي المواتية، ويظهر تأثيرات مختلفة مفيدة في التكنولوجيا الحيوية، والبصريات، والإلكترونيات، والصناعات الكيميائية، مما يؤدي إلى تطبيقه على نطاق واسع والبحوث.

تشمل طرق تحضير أكسيد الزنك الدقيق للغاية طرق فيزيائية وكيميائية. على الرغم من أن طرق التحضير الكيميائي مكلفة ومحدودة في نطاق التطبيق، إلا أن طرق الطحن الميكانيكية تسمح بالإنتاج على نطاق واسع، مما يوفر إنتاجية عالية، وفعالية من حيث التكلفة، وعمليات بسيطة، وإمكانية تطبيق أوسع. أثناء الطحن الميكانيكي، تتفاعل الجسيمات ووسائط الطحن بشكل جماعي، مما يؤدي إلى اختزال الجسيمات. ومع ذلك، فإن توزيع حجم الجسيمات يميل إلى أن يكون واسع نسبيا. في الطحن الاهتزازي، تؤثر عوامل مثل قطر وشكل وسائط الطحن بشكل كبير على كفاءة الطحن ونعمة المنتج النهائي، مما يؤثر على التطبيقات الصناعية اللاحقة.

الجدول: الإعداد التجريبي

المواد والمعدات

وركزت الدراسة على الطحن الجاف، وقياس حجم الجسيمات، وتحليل تأثير مختلف تشكيلات وسائط الطحن على حجم الجسيمات. وتم الإبقاء على آثار وقت الطحن والمواد ومعدل ملء وسائط الطحن ثابتة. وقد تم خلط أشكال وأحجام وسائط الطحن المختلفة في أزواج لفحص آثارها الطحنية مجتمعة على أكسيد الزنك. وتم تحليل توزيع حجم الجسيمات بعد الطحن باستخدام محلل حجم الجسيمات بالليزر لتقييم كفاءة الطحن.

تحليل النتائج التجريبية

وشملت التجربة مقارنة توليفات مختلفة من وسائط الطحن وآثارها على أحجام الجسيمات. فعلى سبيل المثال، يشير الجمع بين حبيبات الزركونيا ذات العيار 20 مم مع وسائط الطحن الكروية ذات العيار 10 مم إلى انخفاض تدريجي في حجم الجسيمات حتى حوالي 60 دقيقة من الطحن، يليه انخفاض مفاجئ. وقد لوحظ اتجاه مماثل عند خلط خرزات الزركونيا 20 مم مع وسائط طحن أسطوانية من 7 شرائح من 7 مم، مما يدل على انخفاض مطرد في حجم الجسيمات.

خاتمة

وأثبتت الدراسة أن اختزال حجم الجسيمات في أكسيد الزنك البالغ الدقة يتأثر بالوزن النوعي لوسط الطحن عندما يكون معدل الملء ثابتاً. وقد أدى الجمع بين وسائط الطحن الكروية من 10 ملم مع وسائط الطحن الأسطوانية من 7 إلى 7 ملم إلى حدوث تأثيرات طحن مواتية، مما أدى إلى تحقيق أحجام جسيمات أصغر في مدة أقصر.