나노{0}}실리카 분산에서 초음파 균질화기의 역할

초음파 균질화기의 분산 효과는 주로 기계적 전단 및 음향 흐름 교란과 함께 입자 미세화 및 분산을 달성하는 "초음파 캐비테이션 효과"를 기반으로 합니다. 핵심 메커니즘은 세 단계로 나눌 수 있습니다. 첫째, 초음파 발생기는 15kHz-1MHz의 고주파-주파수 음파를 생성하고, 이 음파는 초음파 진폭 변환기(송신기 헤드)를 통해 분산매질로 전송됩니다. 둘째, 음파가 액체 매질에서 전파됨에 따라 고압-압력과 저압력 구역이 교대로 형성됩니다.- 저압 영역에서는{10}}액체가 늘어나 수많은 작은 진공 기포(공동 기포)를 형성합니다. 이러한 기포는 고압 영역의 압력 하에서 빠르게 팽창하고 격렬하게 붕괴됩니다.- 마지막으로 기포가 붕괴되는 순간, 아주 작은 국지적 영역에서 최대 수천 기압의 압력, 고속 마이크로제트(최대 속도 100m/s), 국지적 극한 온도(최대 5000K)의 충격파가 생성됩니다. 이러한 에너지는 함께 작용하여 매질 내 나노실리카 집합체를 분해하고 균일하게 분산시킵니다. 기계적 교반에 비해 입자는 기계적 충격력을 덜 받고, 편평해질 가능성이 적으며, 입자 크기 분포가 뾰족한 분산 시스템을 얻을 수 있습니다.

나노-실리카 집합체는 반데르발스 힘, 수소결합과 같은 약한 힘에 의해 형성되는 연질 집합체(Soft Aggregate)와 입자 간 화학적 결합에 의해 형성되는 경질 집합체(Hard Aggregate)로 분류됩니다. 기계적 교반 및 고속 원심분리와 같은 전통적인 방법은 단단한 응집물을 완전히 분해하기 어렵고 2차 응집이 발생하기 쉽습니다. 초음파 균질화기에 의해 생성된 캐비테이션 효과와 마이크로젯은 골재의 내부 틈새에 정밀하게 작용하여 "소형 망치"처럼 내부에서 골재 구조를 찢을 수 있습니다. 연질 골재와 경질 골재 모두 개별 나노-실리카 입자 또는 작은-크기의 골재(일반적으로 원래 입자 크기 수준으로 분산됨)로 효율적으로 분해될 수 있습니다. 예를 들어, 수용액에 나노{8}}실리카를 분산시키는 경우 초음파 균질화 후 원래 응집된 입자가 균일한 입자 크기를 갖는 단분산 시스템으로 분산될 수 있습니다. 레이저 입자 크기 분석기 검출은 입자 크기 분포가 상당히 좁아질 수 있고, 다분산 지수(PDI)가 0.2 미만으로 감소되어 나노입자의 비표면적 이점을 충분히 활용할 수 있음을 보여줍니다. 한편, 초음파 균질화기는 샘플의 특성에 따라 출력 전력 및 진폭과 같은 매개변수를 조정하여 다양한 농도 및 매체의 나노{12}}실리카 분산 요구에 적응할 수 있습니다. 실험실의 작은 시험관 샘플이든 산업 생산의 고점도 슬러리이든 효율적인 분산을 달성할 수 있습니다.

나노{0}}실리카의 분산 효과는 나노-효과의 정도와 응용 가치를 직접적으로 결정합니다. 캐비테이션을 기반으로 하는 고유한 작동 메커니즘을 갖춘 초음파 균질화기는 응집체를 분해하고, 2차 응집을 억제하고, 분산 균일성을 최적화하고, 표면 개질을 지원하는 데 중요한 역할을 하여 나노-실리카 분산 공정에서 없어서는 안 될 핵심 장비입니다. 높은 효율성, 에너지 절약, 무공해 작동 및 강력한 적응성으로 인해 복합 재료, 코팅, 시멘트, 생물의학 및 기타 분야에 널리 응용되어 나노-실리카 산업 발전을 효과적으로 촉진하고 있습니다.