Qu’est ce que les billes de zircone ?
Les billes de zircone sont un type de billes utilisées dans un dispositif appelé broyeur à billes, dans lequel une suspension de matériau broyé est agitée avec des billes afin de briser le matériau broyé dans la suspension en plus petits morceaux.
Elles se caractérisent par l’utilisation de la céramique de zircone comme matériau.
Utilisations des billes de zircone
Les billes de zircone sont utilisées dans un dispositif appelé broyeur à billes. Le broyeur à billes se compose de trois éléments principaux : une section d’alimentation, une section d’agitation avec un dispositif d’agitation et une section de séparation. Les billes, y compris les billes de zircone, sont enfermées dans la section d’agitation. Le processus est le suivant :
- Une boue de matériau finement broyé à broyer est introduite dans le liquide.
- La suspension est introduite dans la section d’agitation où les billes sont enfermées.
- Les billes sont mises en rotation et brassées à grande vitesse avec la suspension.
Au cours du processus, les billes entrent en collision avec les particules et les poudres de la matière broyée. Cette collision poursuit le broyage fin du matériau broyé, le broyage de surface ou la dispersion uniforme dans la suspension.
Les billes de zircone sont fabriquées en zircone et présentent donc une résistance à l’usure, une haute résistance et une bonne ténacité inhérentes à la zircone. Elles sont donc utilisées pour la dispersion et la pulvérisation de matériaux électroniques tels que les dérivés et les matériaux piézoélectriques, la dispersion et la pulvérisation de pigments, d’encres et de peintures, ainsi que de matériaux nanotechnologiques. Elles conviennent également à la dispersion et au broyage fin de produits pharmaceutiques et de denrées alimentaires en raison de leur grande résistance et de leur sécurité. En effet, elles ne se brisent pas dans la boue.
Principe de traitement des billes de zircone
Lorsque les billes de zircone sont mises en rotation et agitées à grande vitesse dans la section d’agitation du broyeur à billes, une force centrifuge est générée, ce qui entraîne l’application d’une force sur les billes de zircone et génère de l’énergie de broyage. L’ampleur de cette énergie de pulvérisation détermine le degré de traitement en une seule collision, et le nombre de collisions permet de contrôler les caractéristiques du traitement.
Des billes de zircone de plus grand diamètre sont utilisées lorsque les particules à broyer sont plus grosses, et des billes de zircone de plus petit diamètre sont utilisées lorsque la taille des particules du matériau à broyer diminue. En effet, le degré de traitement par un seul impact des billes de zircone doit être augmenté lorsque les particules à broyer sont grosses.
Lorsque les particules à broyer deviennent plus fines, des billes de zircone de plus petit diamètre sont utilisées pour augmenter la fréquence de contact entre les billes de zircone et les particules à broyer. L’effet de broyage est ainsi accru. Il convient d’être prudent lors de l’utilisation de diamètres trop petits car la masse risque d’être trop légère et l’énergie de broyage minimale. Dans ce cas, l’on peut choisir des billes fabriquées dans un matériau plus dense et augmenter l’énergie de broyage en augmentant la masse sans modifier la taille.
Autres informations sur les billes de zircone
1. Matériau des billes de zircone
La zircone, qui constitue les billes de zircone, désigne l’oxyde de zirconium dont la formule chimique est ZrO2. Elle est classée dans la catégorie des céramiques de zircone. La zircone est un matériau qui forme la structure cristalline monoclinique la plus stable à température ambiante, qui se transforme séquentiellement en structure tétragonale et cubique à mesure que la température augmente.
La réaction de la zircone avec des oxydes tels que l’oxyde d’yttrium (Y2O3), l’oxyde de calcium (CaO), l’oxyde de cérium (CeO2) et l’oxyde de magnésium (MgO) en tant qu’agents stabilisants permet à une structure cristalline cubique stable d’exister à température ambiante. La zircone, dont les cristaux cubiques sont stables à température ambiante, est appelée zircone stabilisée ou zircone partiellement stabilisée.
2. Comment les billes de zircone sont-elles produites ?
Les billes de zircone sont fabriquées en transformant la zircone en micro-sphères. Parmi les matériaux de zircone, la zircone stabilisée présente une résistance et une ténacité élevées et peut être transformée en microbilles.
Les méthodes de laminage et de pressage pour la transformation en billes comprennent la méthode de laminage et la méthode de pressage. Toutefois, selon ces méthodes, il est difficile de produire des billes minuscules. C’est pourquoi des méthodes utilisant des liquides réticulés, tels que l’eau, et des méthodes de granulation liquide, utilisant de l’eau et des liquides tels que l’alcool, ont été proposées pour produire des billes encore plus fines.