一种陶瓷微球生坯的制造装置及方法

专利2026-06-25  0


本发明涉及超细陶瓷微球制备,尤其涉及一种陶瓷微球生坯的制造装置及方法。


背景技术:

1、超细陶瓷微球研磨介质是制备超细粉体和超细浆料的关键性材料。超细陶瓷微球的制备包括成形、干燥(排胶)、烧结等环节,其制备关键在于微球生坯的成形。

2、目前,最为广泛使用的超细微球成形方法是基于微流控的微液滴生成技术。该技术是通过控制连续相和分散相流速,利用微流控芯片通道使连续相剪切分散成所需尺寸的微滴,后续微滴通过诸如聚合、凝胶等反应过程进行固化。这种方法具有一次出球的球形度好、球径可控、变异系数小等显著优点。然而,该技术的缺点也十分明显。一方面,该方法的生产效率极其低下;另一方面,生成的连续相微滴大小受连续相和分散相的流速影响较大,导致微球球径极不稳定。更为重要的是,由于微流控芯片通道极小,对于含陶瓷粉料的浆料很容易导致芯片的微流道堵塞,因此,该技术不适合陶瓷浆料的微球制备。

3、因此,目前还没有一种适合陶瓷浆料的高效超细陶瓷微球生坯成形技术,这成为了制约当前超细研磨行业良性发展和技术升级的瓶颈。基于此,特提出本发明。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术之缺陷,提供了一种陶瓷微球生坯的制造装置及方法。

2、本发明提供如下技术方案:

3、本发明提供一种陶瓷微球生坯的制造装置,包括原料池、介质池、引发剂池、分散池和固化池,原料池和介质池均连接至分散池,所述引发剂池连接至所述固化池,所述分散池的上方设有分散筛,分散筛一端通过连接杆与转盘连接,连接杆中段设置有滑块和滑动轨道,转盘通过电机带动转动以带动分散筛在分散池中做圆周运动,分散筛的下端设有多个网孔,分散筛中设有凹面剪切台,所述凹面剪切台位于网孔的上方,分散池的出口连接至所述固化池,所述固化池的下方设有传送装置,所述传送装置将固化后的微球生坯运送至收料仓。

4、原料池中添加有经球磨后的陶瓷浆料,经过真空搅拌后从原料池进入到分散池上方的分散筛中;分散筛上端设置开口,分散筛上端通过连接杆与转盘连接,转盘在电机的作用下带动分散筛做圆周运动,分散池中盛有分散相,凹面剪切台的位置低于分散池中分散相的液面位置,陶瓷浆料落在做圆周运动的凹面剪切台上,在分散相的剪切作用下陶瓷浆料被剪切成液滴状,随着液滴体积的剪切变小从而被甩出凹面剪切台,然后透过分散筛下面的网孔进入到分散池中,后续进入固化池中进行固化得到陶瓷微球生坯。

5、进一步地,所述固化池的内壁设有缓冲板。

6、进一步地,所述网孔的大小可调,为30-60目。

7、进一步地,所述原料池、介质池分别通过管道与分散池连接,所述引发剂池通过管道与固化池连接,所述管道上均设有流量阀。

8、进一步地,所述传送装置为传送带,传送装置一段倾斜设置且其下方设有收集池;传送装置另一段平行设置并且上方设有清洗装置,下方设有废液池;传送装置与收料仓之间还设有干燥装置。

9、进一步地,所述收集池连接有中间池,中间池通过循环泵连接至介质池。

10、本发明的装置适用于超细陶瓷微球生坯的连续式高效制备,不仅所需设备简单,制备效率高,而且由于不需要借助微流道成球,液滴大小稳定,生坯粒径可控、球形度好,不存在陶瓷浆料导致芯片的微流道堵塞的问题,因此本发明特别适合含陶瓷粉料的浆料制球过程。

11、本发明还提供一种陶瓷微球生坯的制造方法,利用上述装置来制造陶瓷微球生坯,包括以下步骤:

12、称取配料,配料混合后加入水球磨得到陶瓷浆料,将陶瓷浆料置于原料池中进行真空搅拌;

13、将介质池中分散相加入到分散池中,陶瓷浆料从原料池进入分散筛中分散成浆料液滴并透过网孔进入分散池;

14、将引发剂池的引发剂加入到固化池中,浆料液滴从分散池进入固化池并于固化池中进行固化得到微球生坯;

15、所述配料包括海藻酸钠、固化剂和陶瓷粉料,其中海藻酸钠的质量为陶瓷粉料的0.3~1.2wt%,固化剂的质量为陶瓷粉料的0.5~1.5wt%,所述陶瓷浆料的固含量为50~75wt%;所述固化剂为ca2+、ba2+或sr2+的不溶性盐,所述分散相为食用油,所述引发剂为乙酸。

16、进一步地,所述制备方法还包括微球生坯的输送、清洗和干燥。

17、进一步地,所述分散筛的转速为60-200rpm。

18、进一步地,所述引发剂的浓度为1~5ml/100ml食用油。

19、本发明具有以下有益效果:

20、1、本发明所需设备简单,生产效率高,生坯粒径可控、球形度好;

21、2、本发明不需要借助微流道成球,特别适合含陶瓷粉料的浆料制球过程,而且相比微流控技术所需的纯溶液体系,本发明中陶瓷浆料的高固含量能克服纯溶液体系低固含量导致的生坯收缩大、强度低、球形度差、生产效率低等显著缺陷。



技术特征:

1.一种陶瓷微球生坯的制造装置,其特征在于,包括原料池、介质池、引发剂池、分散池和固化池,原料池和介质池均连接至分散池,所述引发剂池连接至所述固化池,所述分散池的上方设有分散筛,分散筛一端通过连接杆与转盘连接,连接杆中段设置有滑块和滑动轨道,转盘通过电机带动转动以带动分散筛在分散池中做圆周运动,分散筛的下端设有多个网孔,分散筛中设有凹面剪切台,所述凹面剪切台位于网孔的上方,分散池的出口连接至所述固化池,所述固化池的下方设有传送装置,所述传送装置将固化后的陶瓷微球生坯运送至收料仓。

2.如权利要求1所述的陶瓷微球生坯的制造装置,其特征在于:所述固化池的内壁设有缓冲板。

3.如权利要求1所述的陶瓷微球生坯的制造装置,其特征在于:所述网孔的大小可调,为30-60目。

4.如权利要求1所述的陶瓷微球生坯的制造装置,其特征在于:所述原料池、介质池分别通过管道与分散池连接,所述引发剂池通过管道与固化池连接,所述管道上均设有流量阀。

5.如权利要求1所述的陶瓷微球生坯的制造装置,其特征在于:所述传送装置为传送带,传送装置一段倾斜设置且其下方设有收集池;传送装置另一段平行设置并且上方设有清洗装置,下方设有废液池;传送装置与收料仓之间还设有干燥装置。

6.如权利要求5所述的陶瓷微球生坯的制造装置,其特征在于:所述收集池连接有中间池,中间池通过循环泵连接至介质池。

7.一种陶瓷微球生坯的制造方法,其特征在于,通过权利要求1~6任一所述装置来制造陶瓷微球生坯,包括以下步骤:

8.如权利要求7所述的陶瓷微球生坯的制造方法,其特征在于:所述制备方法还包括陶瓷微球生坯的输送、清洗和干燥。

9.如权利要求7所述的陶瓷微球生坯的制造方法,其特征在于:所述分散筛的转速为60-200rpm。

10.如权利要求7所述的陶瓷微球生坯的制造方法,其特征在于:所述固化池中引发剂浓度为1~5ml/100ml食用油。


技术总结
本发明提供了一种陶瓷微球生坯的制造装置及方法,所述制造装置包括原料池、介质池、引发剂池、分散池和固化池,分散池的上方设有分散筛,分散筛一端通过连接杆与转盘连接,连接杆中段设置有滑块和滑动轨道,转盘通过电机带动转动以带动分散筛在分散池中做圆周运动,分散筛的下端设有多个网孔,分散筛中设有凹面剪切台,凹面剪切台位于网孔的上方,所述固化池的下方设有传送装置,所述传送装置将固化后的微球生坯运送至收料仓;本发明所需设备简单,生产效率高,生坯粒径可控、球形度好,不需要借助微流道成球,特别适合含陶瓷粉料的浆料制球过程。

技术研发人员:邓义群,徐厚龙,申亮,钟福平,缪锡根,潘华路
受保护的技术使用者:江西理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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