Impacto do Equipamento de Moagem e Parâmetros de Processo no Tamanho de Partículas de Zircônia em Pó

O impacto de diferentes equipamentos de fresagem

Neste estudo, enfocamos a influência de diferentes equipamentos de moagem e parâmetros de processo na dispersão de nanopartículas de zircônia com um d50 de 1,355 μm. Inicialmente, foram utilizados moinhos de bolas verticais, moinhos verticais de contas e moinhos horizontais de areia como equipamentos de fresagem. Bolas de zircônia de 2 mm foram usadas como meio de moagem na proporção médio/material (m médio∶m material) de 5∶1, e a moagem foi realizada por 15 horas para avaliar o efeito sobre o tamanho das partículas de lama de zircônia.

Os resultados revelaram que o moinho de areia horizontal proporcionou o melhor desempenho de moagem, com uma lama de zircônia d50 pós-moagem de 0,303 μm. Portanto, selecionamos o moinho de areia horizontal como o equipamento de fresagem ideal para experimentos subsequentes.

Investigando o Impacto dos Parâmetros do Processo de Moagem

Com o moinho de areia horizontal como nosso equipamento selecionado, exploramos ainda mais o efeito de vários parâmetros de processo no tamanho das partículas de lama de zircônia. Quatro fatores foram considerados: relação médio/material (m médio∶m material), teor de sólidos da lama (w), velocidade linear e tempo de moagem. Cada fator foi testado em três níveis diferentes. Um ensaio ortogonal (L9(34)) foi realizado para otimizar os parâmetros do processo de moagem.

Fatores e Níveis:

• Relação médio/material (m médio∶m material): 4∶1, 5∶1, 6∶1

• Teor de sólidos de lama (w): 35%, 45%, 55%

• Velocidade linear: 5 m·s^-1, 10 m·s^-1, 15 m·s^-1

• Tempo de moagem: 20 horas, 25 horas, 30 horas

Os resultados indicaram que o tempo de moagem teve o impacto mais significativo na eficiência de moagem, seguido pela velocidade linear, enquanto os outros dois fatores tiveram uma influência comparativamente menor. Com base na análise granulométrica e na análise diferencial, determinou-se a combinação ideal para ser A1B2C2D2, onde a relação meio/material (m médio∶m material) foi de 4∶1, o teor de sólidos da lama (w) foi de 45%, a velocidade linear foi de 10 m·s^-1 e o tempo de moagem foi de 25 horas.

Validação de Parâmetros Ótimos

A combinação ótima A1B2C2D2 foi submetida a três testes de validação, resultando em tamanhos de partículas de 0,309 μm, 0,312 μm e 0,310 μm, com valor médio de 0,310 μm. Isso indica que os parâmetros ótimos de processo escolhidos não só foram razoáveis como também exibiram boa repetibilidade. Os resultados estão intimamente alinhados com os dados do segundo teste ortogonal, que produziu um tamanho de partícula de 0,305 μm, validando ainda mais os parâmetros de processo selecionados.

Conclusão

1. Dentre os equipamentos de fresagem testados, o moinho de areia horizontal proporcionou o melhor desempenho de moagem, com uma lama de zircônia d50 pós-moagem de 0,303 μm.

2. Ao usar o moinho de areia horizontal como equipamento de moagem e definir a relação médio-material (m médio∶m material) para 4∶1, teor de lama sólida (w) para 45%, velocidade linear para 10 m·s^-1 e tempo de moagem para 25 horas, o desempenho ideal de moagem foi alcançado, resultando em uma lama de zircônia d50 de aproximadamente 0,3 μm.

Em conclusão, a seleção de equipamentos de moagem apropriados e a otimização dos parâmetros do processo de moagem podem impactar significativamente a dispersão do pó de zircônia, que é crucial para várias aplicações industriais. Os resultados deste estudo fornecem informações valiosas para alcançar os tamanhos de partículas desejados e aumentar a eficiência do processamento de materiais cerâmicos.