O que é moagem úmida ultrassônica e moagem de partículas

O ultrassom é um método eficaz para moagem úmida e moagem de partículas.Além da dispersão e desaglomeração, a moagem de partículas também é uma aplicação importante do ultrassom.

A moagem úmida ultrassônica e a moagem de partículas são métodos de moagem em um ambiente líquido usando o efeito de vibração do ultrassom.Este método normalmente envolve o uso de um gerador ultrassônico para produzir vibrações de alta frequência, que são transmitidas através de um meio líquido ao material que está sendo processado.A vibração ultrassônica cria ondas de pressão de alta intensidade e forças de cisalhamento no líquido, resultando na fragmentação e trituração do material.Este método é comumente usado em aplicações como preparação de pó, refinamento de partículas e dispersão uniforme.

A moagem ultrassônica de partículas oferece diversas vantagens:

Moagem eficiente: As vibrações ultrassônicas fornecem energia de alta intensidade que promove a colisão e moagem de partículas, permitindo um processo de moagem rápido e eficiente.

Dispersão uniforme: As vibrações ultrassônicas dispersam efetivamente as partículas em um líquido, evitando a agregação e aglomeração de partículas, resultando em um efeito de moagem uniforme.

Ampla aplicabilidade: A moagem ultrassônica de partículas é adequada para vários tipos de materiais particulados, incluindo materiais granulares, nanopartículas e partículas coloidais.

Forte controlabilidade: Os parâmetros de moagem ultrassônica de partículas, como potência ultrassônica, frequência e tempo de moagem, podem ser ajustados para obter controle preciso sobre o processo de moagem.

Em particular, para a preparação de pastas ultrafinas, a moagem ultrassônica tem muitas vantagens em comparação com equipamentos de britagem convencionais, como moinhos coloidais (moinhos de bolas, moinhos de esferas), moinhos de disco, moinhos a jato, misturadores rotor-estator ou homogeneizadores de alta pressão.A ultrassonografia pode lidar com altas concentrações e viscosidades de pastas, reduzindo assim o volume do equipamento de processamento subsequente.A moagem ultrassônica de partículas é particularmente adequada para processar materiais na faixa de tamanho micrométrico e nanômetro, como cerâmica, alumina, sulfato de bário, carbonato de cálcio e óxidos metálicos.

As micrografias a seguir mostram a moagem úmida de alumina trihidratada (de 150 micrômetros a 10 micrômetros), cerâmica (de 30 micrômetros a 2 micrômetros) e carbonato de sódio (de 70 micrômetros a 3 micrômetros).

Imagens microscópicas de moagem úmida ultrassônica de alumina trihidratada

Imagens microscópicas de retificação úmida ultrassônica de cerâmica dentária

Imagens microscópicas de moagem úmida ultrassônica de carbonato de sódio

O equipamento ultrassônico é extremamente fácil de instalar e operar, com apenas dois componentes entrando em contato com o material durante a retificação: um cabeçote de liga de titânio e um tanque de reação de circulação em aço inoxidável.Devido ao design simplificado do tanque de circulação ultrassônica, ele pode ser limpo rapidamente.A moagem ultrassônica requer relativamente menos energia em comparação com o equipamento de moagem tradicional devido à alta eficiência dos dispositivos ultrassônicos Hangchao na conversão de energia elétrica em energia mecânica.

O efeito da moagem ultrassônica de partículas é baseado na cavitação de alta intensidade das ondas ultrassônicas.Quando um líquido é submetido a ondas ultrassônicas de alta intensidade, as ondas sonoras que se propagam no meio líquido alternam entre ciclos de alta pressão (compressão) e baixa pressão (diluição), com a taxa de ciclos determinada pela frequência ultrassônica.Durante o ciclo de baixa pressão, as ondas ultrassônicas de alta intensidade criam pequenas bolhas de vácuo ou lacunas no líquido.Quando as bolhas atingem um volume onde não conseguem mais absorver energia, elas colapsam violentamente durante o ciclo de alta pressão, fenômeno conhecido como cavitação.

O colapso das bolhas de cavitação resulta em microturbulência e microjatos atingindo velocidades de até 100 quilômetros por hora.As superfícies de partículas maiores são erodidas (devido ao colapso da cavitação no líquido circundante) ou reduzidas em tamanho (devido à fragmentação induzida por colisão ou cavitação colapsada na superfície entre as partículas).Essas mudanças no tamanho e na estrutura das partículas levam a uma rápida aceleração da difusão, processos de transferência de massa e reações no estado sólido.

A moagem ultrassônica de partículas encontra amplas aplicações em ciência de materiais, nanotecnologia, produtos farmacêuticos e outros campos, como refinamento de partículas, preparação de nanomateriais e dispersão uniforme de suspensões.