이든 변형 분말 분무 건조 공정 중 응집되는 것은 주로 개질 공정의 효율성, 분무 건조 매개변수 제어 및 특성에 따라 달라집니다. 가루 그 자체입니다. 다음은 다양한 관점에서 분석한 내용입니다.
수정자의 기능 및 제한 사항
계면활성제 및 커플링제: 계면활성제(예: 트윈 20, PVA) 또는 커플링제(예: 실란, 티타네이트)를 도입하면 분말의 표면 에너지를 감소시킬 수 있습니다. 이는 반데르발스 힘과 입자 간의 수소 결합을 감소시켜 응집을 억제합니다. 예를 들어, 개질된 분말은 균일한 구형 입자(예: 3Y-B 분말)를 형성하여 분산성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
물리적 장벽 및 분산 효과: 고분자 개질제(예: PEG)는 분무 건조 과정에서 물리적 장벽을 형성할 수 있습니다. 그러나 사용량이 너무 많거나 열분해가 충분하지 않으면 입자 부착이나 자기 전파 반응을 일으켜 응집을 악화시킬 수 있습니다.
수정자의 효과와 한계
건조 온도 및 시간 제어
분무 건조에서 온도와 시간은 분말의 최종 형태를 결정하는 핵심 요소입니다. 건조 온도가 충분하지 않거나(180°C 미만) 체류 시간이 너무 짧으면 중간 생성물이 완전히 분해되지 않을 수 있습니다. 이러한 생성물은 흡습성이 강하여 단단한 응집체를 형성하기 쉽습니다. 높은 건조 온도(280~480°C)와 충분한 건조 시간(5초 이상)은 입자의 완전한 건조를 보장하는 데 도움이 됩니다. 이는 후속 응집 위험을 줄여줍니다.
분무 효과 및 입자 형태
분무 건조의 미립화 효과는 입자의 분포 범위와 모양에 직접적인 영향을 미칩니다. 특히 원심 노즐을 사용할 때 미립화 효과가 좋으면 입자 크기 분포가 좁고 모양이 균일한 구형 입자를 생성할 수 있습니다. 이는 응집을 줄이는 데 도움이 됩니다. 또한, 역류 건조탑을 설계하면 열 교환 효율을 높일 수 있습니다. 이는 건조 효율을 향상시키고 입자 부착 위험을 줄입니다.
분말 특성 및 후처리
나노스케일 분말의 특수성
나노 분말은 매우 높은 비표면적을 가지고 있습니다. 따라서 수분 흡수 및 응집이 발생하기 쉽습니다. 표면 개질 후에도 지속적인 분산을 위해서는 초음파 처리나 고에너지 볼밀과 같은 추가적인 물리적 분산 방법이 필요합니다. 그러나 이러한 방법은 단기적인 분산 효과만 제공할 수 있으며, 분말의 균일성을 장기간 유지하기 어렵습니다. 따라서 나노 분말은 일반적으로 분무 건조 후 분산성을 향상시키기 위한 후처리가 필요합니다.
후처리 과정의 필요성
분무 건조된 분말에 추가 가공이나 사용이 필요한 경우, 일반적으로 고온 소성 처리를 실시합니다. 예를 들어, Al₂O₃ 열처리는 1050~1250°C로 조절됩니다. 이 과정에서는 온도 조절에 특히 주의해야 합니다. 지나치게 높은 온도는 입자 소결이나 2차 응집을 유발할 수 있습니다. 적절한 후처리는 분말의 안정성과 분산성을 향상시켜 응집을 방지할 수 있습니다.
실제 적용에서의 과제
프로세스 매개변수 변동의 영향
생산 과정에서 공급 속도, 고형분 함량, 블라스팅 속도와 같은 주요 매개변수가 제대로 제어되지 않으면 입자 분포가 불균일해지거나 분말이 파손될 수 있습니다. 이는 응집으로 이어집니다. 예를 들어, 공급 속도가 너무 빠르면 입자가 더 커질 수 있습니다. 마찬가지로, 블라스팅 속도가 너무 빠르면 입자 건조가 불균일해져 분포가 불균일해지고 응집이 더욱 심해질 수 있습니다.
환경 요인의 영향
주변 습도 변화는 분말의 건조 효과에 영향을 미칩니다. 습도가 높으면 완전히 건조되지 않은 분말이 수분을 흡수하는 경향이 있습니다. 이로 인해 액체 브리지를 통해 부드러운 응집체가 형성됩니다. 또한, 주변 온도와 공기 흐름 또한 분무 건조 효율과 최종 분말 형태에 영향을 미칩니다. 이러한 환경 요인에 대처하기 위해 건조 장비의 작동 조건을 적절히 조정해야 합니다.
결론
변형된 분말은 분무 건조 후에도 여전히 응집될 수 있습니다. 그러나 다음과 같은 조치를 취하면 이러한 위험을 크게 줄일 수 있습니다.
- 수정자를 최적화하세요: 분말과 호환되는 계면활성제 또는 커플링제를 선택하십시오. 첨가량을 엄격히 조절하십시오.
- 건조 매개변수를 정확하게 제어합니다: 온도, 시간, 분무가 분말 특성에 맞는지 확인하세요.
- 후처리 기술과 결합: 분산 안정성을 높이기 위해 필요한 경우 열처리, 볼 밀링 또는 표면 코팅(예: ALD 기술)을 사용합니다.
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