تقييم ملاط الزركونيا من خلال طحن الرمال

ولتحقيق معايير مستوى النانومتر للزركونيا، يتطلب الأمر عملية طحن رطب. وهذا لا يضمن المستوى النانومتري المرغوب فيه فحسب، بل يؤدي أيضا إلى توزيع الجسيمات بشكل جيد التركيز ومستقر. وهو يقلل من الاستهلاك وتلف المعدات أثناء عملية الطحن.

ولإجراء هذه التجربة، تم استخدام المعدات التالية: مصنع رمل مختبر محلي من سلسلة NT-V 1L، مجهز بأسطوانة من كربيد السيليكون ودوار مصنوع من مادة الزركونيا، فضلا عن ناثر المواد، والكشف عن حجم جسيمات الليزر مفرن، وماصات وحيدة الاستخدام، وأكواب قياس، ومعدات تنظيف.

قبل طحن معدات التنظيف

وبالنسبة للزركونيا التجريبية، فإن متطلبات الحجم النهائي للجسيمات هي 50-200 نانومتر، وهو ما يمثل نطاق حجم جسيمات صغير نسبيا.

أولاً، نجري اختبار حجم الجسيمات على مادة الزركونيا الواردة لتحديد بيانات حجم الجسيمات الأولية. واستنادا إلى هذه البيانات، نختار حجم خرز الزركونيا لطحنه. وهذا يسمح لنا بمقارنة حجم الجسيمات قبل وبعد الطحن، وتحديد فعالية العملية.

قبل اختبار حجم الجسيمات، من الضروري إخضاع مادة الزركونيا الواردة إلى التشتت فوق الصوتي. يهدف هذا التشتت إلى تعريض المادة السائلة لآلاف التأثيرات الميكانيكية للقص والتردد العالي في الدقيقة، مما يضمن كفاءة الخلط والتشتت والتجانس. هذا يحضّر المادّة#39; الحالة الفيزيائية للاختبار اللاحق.

Ultrasonic Dispersion of Incoming Material (باللغة الإنجليزية)

اختبار حجم الجسيمات الأصلي

أما كاشف الجسيمات الليزري الذي تستخدمه الشركة الصانعة، فتنتجه شركة مالفيرن إنسترومنتس (Malvern Instruments)، وهي شركة معترف بها عالميا، من أجل اختبار الجودة ومراقبته في ميادين مختلفة.

من خلال كشف حجم جسيمات الليزر مالفيرن، حددنا حجم الجسيم الأصلي للمادة الواردة ليكون 3μm. وبناء على هذه المعلومات وخصائص المادة الواردة، اخترنا بسرعة حجم كرات الزركونيا لطحنها، مما قلل من وقت التجارب واستهلاك المواد على السواء.

قياس حجم الجسيمات الأصلية باستخدام كاشف مالفيرن

في هذه الحالة، اخترنا 0.3mm 95Yttria-stabilized zirconia كرات.

خمس دقائق تشتيت ما قبل المطاحن

وباستخدام نموذج المعدات المختار وكرات الزركونيا، ننتقل الى تشتت المواد الواردة قبل الطحن. وينطوي التشتت قبل الطحن على خلط ملاط الزركونيا في البداية لتكسير أي تكتل، مع ضمان الاتساق وإعداده لعملية الطحن. وبما أن المادة الواردة خضعت بالفعل لما قبل التشتت، فإن التشتت لمدة 5 دقائق يكفي في هذه الحالة.

اختبار الطحن الأولي بعد ثلاثين دقيقة

وبعد تشتيتها، ينتقل ملاط الزركونيا إلى آلة الطحن من خلال كوب قياس، ويدخل مرحلة الطحن الأولية. وتستمر هذه المرحلة عادة لمدة 15-30 دقيقة، اعتمادا على نتائج اختبار حجم الجسيمات الأصلي. قد تتطلب بعض المواد أوقات طحن أطول، تصل إلى 1-2 ساعة، للاختبار الدوري. بالنسبة إلى الزركونيا، بناء على خصائصها الفيزيائية وحجم الجسيمات المقاسة، قررنا طحن أولي لمدة 30 دقيقة.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الحفاظ على درجة الحرارة داخل الاسطوانة أثناء الطحن أمر بالغ الأهمية، حيث أنه يؤثر مباشرة على نتائج الاختبار وقد يؤدي إلى تغييرات كيميائية في المادة. ومن أجل هذه التجربة، قمنا بضبط درجة حرارة الأسطوانة إلى ≤50 درجة مئوية مع سرعة دوران تبلغ 2500r/دقيقة.

يتم تفريغ المادة بشكل ثابت في هذه التجربة. ويتم تركيب جهاز تفريغ واسع النطاق داخل الدوار المجوف، وذلك باستخدام قوة الطرد المركزي المتولدة أثناء الدوران السريع لدفع كرات الطحن إلى الخارج. يضمن هذا التصميم التفريغ الفعال، ويمنع الانسداد، ويتضمن هياكل منع التشوه الداخلي، وبالتالي الحفاظ على سلامة جهاز التفريغ.

بعد 30 دقيقة، يتم استخراج كمية صغيرة من الزركونيا باستخدام ماصة في أول اختبار بعد الطحن. كشف حجم الجسيمات مالفيرن كشف حجم الجسيمات 700 نانومتر، مما أدى بنا إلى مرحلة الطحن الثانوي.

بيانات من اختبار الطحن لمدة ثلاثين دقيقة

اختبار الطحن الثانوي بعد 60 دقيقة

وبعد 60 دقيقة، أجرينا اختبارا آخر، نتج عنه حجم جسيم قدره 280 نانومتر وفقا لكشف حجم جسيم الليزر مالفيرن. إستناداً إلى الإختبارين السابقين، توقعنا تحقيق تأثير الطحن المطلوب بعد 30 دقيقة إضافية.

بيانات من اختبار طحن 60 دقيقة

اختبار الطحن الثلاثي بعد 90 دقيقة

بعد 90 دقيقة وثلاث جولات من اختبارات الطحن، حقق ملاط الزركونيا حجم الجسيمات 150 نانومتر، ما قابل الزبون#39;s حجم الجسيمات المحددة وتجاوز التوقعات.

بيانات من اختبار الطحن لمدة 90 دقيقة

وبهذا تنتهي عملية اختبار الطحن بأكملها، وتستغرق 90 دقيقة. الخطوة التالية هي تعبئة المادة في حاويات معينة وإرسالها إلى العميل مع تقرير الاختبار.

ومن تقرير الاختبار هذا، يتضح أن اختبار طحن الزركونيا قد استوفي احتياجات الزبون#توقعات شركة 39; مما يمهد الطريق لزيادة الإنتاج بسرعة. وهذا يتيح أيضًا التقييم العقلاني لتكاليف الإنتاج والميزانيات والاستثمارات وأوقات المعالجة، من بين عوامل أخرى.

فيما يلي تقرير الفحص الخاص بهذا التقييم (للمتطلبات الأخرى، يرجى الاتصال بمحرر التحرير).