Avaliação da Lama de Zircônia através da Moagem de Areia

Para atingir padrões de nível nanométrico para zircônia, é necessário um processo de moagem úmida. Isso não apenas garante o nível nanométrico desejado, mas também resulta em uma distribuição de partículas bem concentrada e estável. Minimiza o consumo e o desgaste do equipamento durante o processo de moagem.

Para este experimento, foram utilizados os seguintes equipamentos: um moinho de areia de laboratório doméstico NT-V série 1L, equipado com um cilindro de carboneto de silício e um rotor de material de zircônia, bem como um dispersor de material, detecção granulométrica a laser Malvern, pipetas descartáveis, copos medidores e equipamentos de limpeza.

Limpeza de Equipamentos de Pré-Moagem

Para a zircônia experimental, o requisito final de tamanho de partícula é D50-200nm, representando uma faixa de tamanho de partícula relativamente pequena.

Em primeiro lugar, realizamos testes de tamanho de partícula no material de zircônia recebido para determinar seus dados iniciais de tamanho de partícula. Com base nesses dados, selecionamos o tamanho das esferas de zircônia para moagem. Isso nos permite comparar o tamanho das partículas antes e depois da moagem, determinando a eficácia do processo.

Antes do teste de tamanho de partícula, é necessário submeter o material de zircônia de entrada à dispersão ultra-sônica. Essa dispersão visa submeter o material fluido a milhares de efeitos mecânicos de cisalhamento e alta frequência por minuto, garantindo mistura, dispersão e homogeneização eficientes. Isso prepara o material's estado físico para testes subsequentes.

Dispersão ultra-sônica do material de entrada

Teste de tamanho de partícula original

O detector a laser de tamanho de partícula usado pelo fabricante é produzido pela Malvern Instruments, uma empresa mundialmente reconhecida para testes e controle de qualidade em vários campos.

Através da detecção do tamanho de partículas a laser de Malvern, determinamos o tamanho original da partícula do material de entrada como sendo de 3μm. Com base nessas informações e nas características do material recebido, selecionamos rapidamente o tamanho das esferas de zircônia para moagem, reduzindo o tempo experimental e o uso de material.

Medição do Tamanho Original da Partícula usando o Detector Malvern

Neste caso, optamos por bolas de zircônia estabilizadas com 0,3mm e 95Yttria.

Dispersão pré-fresagem de cinco minutos

Com o modelo de equipamento selecionado e esferas de zircônia, passamos para a dispersão pré-fresagem do material de entrada. A dispersão pré-moagem envolve inicialmente a mistura da lama de zircônia para quebrar quaisquer aglomerados, garantindo uniformidade e preparando-a para o processo de moagem. Como o material recebido já passou por pré-dispersão, uma dispersão de 5 minutos é suficiente neste caso.

Teste de Moagem Inicial após Trinta Minutos

Após a dispersão, a lama de zircônia é transferida para a retífica através de um copo medidor, entrando na etapa inicial de moagem. Este estágio normalmente dura de 15 a 30 minutos, dependendo dos resultados do teste de tamanho de partícula original. Alguns materiais podem exigir tempos de moagem mais longos, até 1-2 horas, para testes periódicos. Para a zircônia, com base em suas propriedades físicas e no tamanho de partícula medido, optou-se por uma moagem inicial de 30 minutos.

Além disso, manter a temperatura dentro do tambor durante a moagem é crucial, pois afeta diretamente os resultados do teste e pode levar a alterações químicas no material. Para este experimento, controlamos a temperatura do tambor para ≤50°C com uma velocidade de rotação de 2500r/min.

O material é descarregado estaticamente neste experimento. Um dispositivo de descarga de grande área é instalado dentro do rotor oco, utilizando a força centrífuga gerada durante a rotação de alta velocidade para impulsionar as bolas de moagem para fora. Este projeto garante descarga eficiente, evita entupimentos e inclui estruturas internas de prevenção de deformação, preservando assim a integridade do dispositivo de descarga.

Após 30 minutos, uma pequena quantidade de zircônia é extraída usando uma pipeta para o primeiro teste pós-moagem. A detecção do tamanho de partícula de Malvern revelou um tamanho de partícula de 700nm, levando-nos ao estágio secundário de moagem.

Dados do Teste de Moagem de Trinta Minutos

Teste de Moagem Secundária após Sessenta Minutos

Após 60 minutos, realizamos outro teste, resultando em um tamanho de partícula de 280nm de acordo com a detecção de tamanho de partícula a laser de Malvern. Com base nos dois testes anteriores, prevíamos alcançar o efeito de moagem desejado após mais 30 minutos.

Dados do Teste de Moagem de Sessenta Minutos

Teste de moagem terciária após noventa minutos

Após 90 minutos e três rodadas de testes de moagem, a lama de zircônia atingiu um tamanho de partícula de 150 nanômetros, atendendo ao cliente's faixa de tamanho de partícula especificada e superando as expectativas.

Dados do Teste de Moagem de Noventa Minutos

Com isso, todo o processo de teste de moagem é concluído, levando um total de 90 minutos. O próximo passo é embalar o material em recipientes designados e enviá-lo ao cliente junto com o relatório de teste.

A partir deste relatório de testes, fica evidente que o teste de moagem de zircônia atendeu ao cliente's expectativas, abrindo caminho para o rápido escalonamento da produção. Isso também permite a avaliação racional de custos de produção, orçamentos, investimentos e tempos de processamento, entre outros fatores.

Segue abaixo o relatório de inspeção para esta avaliação (para outros requisitos, entre em contato com o editor).