Was ist eine Zirkonoxidperle?
Zirkonoxidperlen sind eine Art von Perlen, die in einer so genannten Perlenmühle verwendet werden, in der eine Aufschlämmung von gemahlenem Material mit Perlen zusammengerührt wird, um das gemahlene Material in der Aufschlämmung in kleinere Stücke zu zerteilen.
Sie zeichnen sich durch die Verwendung von Zirkoniumdioxid-Keramik als Werkstoff aus.
Anwendungen von Zirkonoxidperlen
Zirkonoxidperlen werden in einem Gerät verwendet, das als Perlenmühle (Mahlwerk) bezeichnet wird. Die Perlmühle besteht aus drei Hauptkomponenten: einer Zuführungssektion, einer Rührsektion mit einem Rührwerk und einer Trennsektion. Die Perlen, darunter auch Zirkonoxidperlen, werden in der Rührsektion eingeschlossen. Das Verfahren läuft wie folgt ab:
- Eine Aufschlämmung von fein zerkleinertem Material wird in die Flüssigkeit gegeben.
- Die Aufschlämmung wird in die Rührsektion geleitet, in der die Perlen eingeschlossen sind.
- Die Perlen werden zusammen mit der Aufschlämmung mit hoher Geschwindigkeit gedreht und gerührt.
In Prozess 3 findet die Kollision der Perlen mit den Partikeln und Pulvern des gemahlenen Materials statt. Dieser Aufprall ermöglicht eine weitere Feinzerkleinerung des Mahlguts, eine Oberflächenzerkleinerung oder eine gleichmäßige Dispersion in der Aufschlämmung.
Zirkonoxidperlen werden aus Zirkoniumdioxid hergestellt und verfügen daher über die dem Zirkoniumdioxid eigene Verschleißfestigkeit, hohe Festigkeit und gute Zähigkeit. Sie werden daher zum Dispergieren und Pulverisieren von elektronischen Materialien wie Derivaten und piezoelektrischen Materialien, zum Dispergieren und Pulverisieren von Pigmenten, Tinten und Farben sowie von Materialien aus der Nanotechnologie verwendet. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit und Sicherheit, da sie in der Aufschlämmung nicht brechen, eignen sie sich auch für die Dispersion und Feinmahlung von Arzneimitteln und Lebensmitteln.
Verarbeitungsfunktionsweise mit Zirkonoxidperlen
Wenn die Zirkonoxidperlen in der Rührsektion der Perlenmühle mit hoher Geschwindigkeit gedreht und gerührt werden, entsteht eine Zentrifugalkraft, die eine Kraft auf die Zirkonoxidperlen ausübt und Mahlenergie erzeugt. Die Größe dieser Pulverisierungsenergie bestimmt den Grad der Verarbeitung bei einer einzigen Kollision, und die Anzahl der Kollisionen ermöglicht die Steuerung der Verarbeitungseigenschaften.
Zirkonoxidperlen mit größerem Durchmesser werden verwendet, wenn die zu mahlenden Partikel größer sind, und Zirkonoxidperlen mit kleinerem Durchmesser, wenn die Partikelgröße des zu mahlenden Materials abnimmt. Dies liegt daran, dass der Grad der Bearbeitung durch einen einzigen Schlag der Zirkonoxidperlen erhöht werden muss, wenn die zu mahlenden Partikel groß sind.
Wenn die zu zerkleinernden Partikel feiner werden, werden Zirkonoxidperlen mit kleinerem Durchmesser verwendet, um die Häufigkeit des Kontakts zwischen den Zirkonoxidperlen und den zu zerkleinernden Partikeln zu erhöhen und damit die Mahlwirkung zu steigern. Bei zu kleinen Durchmessern ist Vorsicht geboten, da die Masse zu leicht ist und die Mahlenergie minimal ist. In diesem Fall können Kugeln aus einem dichteren Material gewählt und die Mahlenergie durch Erhöhung der Masse bei gleichbleibender Größe gesteigert werden.
Weitere Informationen über Zirkonoxidperlen
1. Material der Zirkonoxidperlen
Zirkoniumdioxid, aus dem Zirkonoxidperlen bestehen, ist Zirkoniumoxid mit der chemischen Formel ZrO2 und wird als Keramik als Zirkoniumdioxid-Keramik eingestuft. Zirkoniumdioxid ist eine Substanz, die bei Raumtemperatur die stabilste monokline Kristallstruktur bildet, die sich mit zunehmender Temperatur nacheinander in tetragonale und kubische Strukturen verwandelt.
Durch die Reaktion von Zirkoniumdioxid mit Oxiden wie Yttriumoxid (Y2O3), Kalziumoxid (CaO), Ceroxid (CeO2) und Magnesiumoxid (MgO) als Stabilisatoren kann bei Raumtemperatur eine stabile kubische Kristallstruktur entstehen. Zirkoniumdioxid mit stabilen kubischen Kristallen bei Raumtemperatur wird als stabilisiertes Zirkoniumdioxid oder teilstabilisiertes Zirkoniumdioxid bezeichnet.
2. Herstellung der Zirkonoxidperlen
Zirkonoxidperlen werden durch Verarbeitung von Zirkoniumdioxid zu mikroskopisch kleinen Kugeln hergestellt. Unter den Zirkoniumdioxid-Materialien weist stabilisiertes Zirkoniumdioxid eine hohe Festigkeit und hohe Zähigkeit auf und kann in mikroskopische Größen verarbeitet werden.
Zu den Walz- und Pressverfahren für die Verarbeitung zu Kügelchen gehören das Walzverfahren und das Pressverfahren, doch haben diese Verfahren den Nachteil, dass es schwierig ist, winzige Kügelchen herzustellen. Aus diesem Grund wurden Verfahren mit vernetzten Flüssigkeiten wie Wasser oder Flüssiggranulationsverfahren mit einer Kombination von Flüssigkeiten wie Wasser und Alkohol als Methoden zur Herstellung noch feinerer Perlen vorgeschlagen.