-
邹小姐：13326633089 -
-
cac_sales@sina.com 
陶瓷粉体(ti)的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)备(bei)方法(fa)(fa)很(hen)多，从制(zhi)(zhi)备(bei)粉体(ti)的(de)(de)(de)原料(liao)所(suo)处的(de)(de)(de)状态来分，可分为(wei)三大类型：液相(xiang)制(zhi)(zhi)备(bei)、固相(xiang)制(zhi)(zhi)备(bei)和气相(xiang)制(zhi)(zhi)备(bei)。液相(xiang)合成(cheng)粉体(ti)是目前实(shi)验室和工业上广泛采用(yong)的(de)(de)(de)一种(zhong)类型，常用(yong)的(de)(de)(de)有(you)液相(xiang)沉淀(dian)法(fa)(fa)、溶(rong)胶凝胶法(fa)(fa)、水热(re)法(fa)(fa)等，通常经(jing)液相(xiang)法(fa)(fa)制(zhi)(zhi)备(bei)的(de)(de)(de)粉体(ti)必须经(jing)过(guo)干燥处理，将粉体(ti)中含有(you)的(de)(de)(de)水分，以气态的(de)(de)(de)形式(shi)从粉体(ti)中分离出来，而(er)后(hou)生成(cheng)复(fu)合金属盐或(huo)直接煅烧(shao)为(wei)氧化物粉体(ti)。
粉(fen)体(ti)干(gan)燥方法(fa)有(you)多种，工业应用(yong)主要有(you)热风干(gan)燥、红(hong)外线干(gan)燥、喷雾(wu)干(gan)燥和冷(leng)冻干燥等(deng)多(duo)种类(lei)型。
一、热风干燥
热(re)(re)风(feng)干燥(zao)即热(re)(re)空气干燥(zao)，是利用热(re)(re)空气作(zuo)干燥(zao)介质(zhi)对(dui)粉体进(jin)行(xing)干燥(zao)的(de)方法，需在特定的(de)干燥(zao)器中进(jin)行(xing)。根(gen)据(ju)热(re)(re)空气温(wen)度和湿度的(de)不(bu)同进(jin)行(xing)控制(zhi)，主要(yao)有3种干燥(zao)工艺制(zhi)度。
工业热(re)风干燥机
1.低湿(shi)高温干燥
该方法是采用低(di)湿(shi)度(du)的(de)干热(re)空气作介质，使粉(fen)体在整个干燥过程中(zhong)始(shi)终处(chu)于湿(shi)度(du)低(di)、温度(du)高的(de)干燥环境。由(you)于热(re)空气湿(shi)度(du)低(di)、温度(du)高，在干燥过程中(zhong)，粉(fen)体表面水(shui)分(fen)蒸发很快，因而传到粉(fen)体内部的(de)热(re)量较少，这样就容易(yi)形成内低、外高的温度(du)梯度(du)，引起热(re)扩散的方向(xiang)向(xiang)内而(er)阻碍内扩散的顺利进(jin)行。粉(fen)体层厚时，这种作用就越显得突出(chu)，以致内扩散速度不能赶上(shang)外扩散对水分蒸发的需求，造成粉(fen)体 “干面”现象。因(yin)此(ci)，这种方(fang)法只(zhi)适(shi)于薄粉体层的加(jia)热干燥(zao)。
2.低湿逐渐升(sheng)温干燥(zao)
该方法是(shi)在干燥过程(cheng)中，使(shi)热空气始终保持低的湿度，而使(shi)其温(wen)度逐渐升高(gao)，目的是(shi)使(shi)粉(fen)体(ti)的干燥(zao)速度由(you)小至大渐进(jin)增加(jia)，从而(er)减小粉体(ti)的(de)内(nei)外温差和(he)内(nei)扩(kuo)散阻力，以(yi)保(bao)证粉体(ti)内(nei)外扩(kuo)散速度的(de)相互适应，避免粉体(ti)出现“干面”现象。此法多用于厚粉体(ti)层的加热干燥。但其干燥时(shi)间(jian)长，干燥效率也低(di)。
3.控制(zhi)湿度干燥
该方法是按照干(gan)(gan)燥过(guo)程的(de)(de)规律与(yu)特(te)点，通过(guo)对干(gan)(gan)燥介质(zhi)湿度的(de)(de)控制，合理调节粉体在不同干(gan)(gan)燥阶段(duan)的(de)(de)干(gan)(gan)燥速度。
主要分为以下几(ji)个阶(jie)段：
（1）干燥初期(qi)，粉体(ti)(ti)(ti)处于预热(re)阶(jie)段，为使(shi)粉体(ti)(ti)(ti)内外能(neng)够均匀受热(re)，此时需要保持介质的(de)高湿度，以限制粉体(ti)(ti)(ti)表(biao)层(ceng)的(de)水分(fen)气(qi)化与(yu)蒸发(fa)，从而(er)使(shi)介质提供的(de)热(re)量通过粉体(ti)(ti)(ti)表(biao)面(mian)循序渐(jian)进(jin)地(di)传向(xiang)粉体(ti)(ti)(ti)内层(ceng)，达(da)到(dao)良好的(de)预热(re)目的(de)；
（2）当(dang)粉体内(nei)外(wai)被均匀预热后(hou)，再(zai)把(ba)介质(zhi)温(wen)度降低到(dao)一定(ding)程度，使(shi)之顺利进入等速干燥阶(jie)段。此(ci)时(shi)，由于坯体内(nei)外(wai)温(wen)度均匀一致，而使(shi)水分的内(nei)扩(kuo)散能够满(man)足外(wai)扩(kuo)散需求，使(shi)内(nei)外(wai)扩(kuo)散协调(diao)而顺利地进行(xing)；
（3）干(gan)燥(zao)后(hou)期，即当(dang)干(gan)燥(zao)过程(cheng)由等速进入(ru)降(jiang)速阶段以后(hou)，可(ke)将(jiang)干(gan)燥(zao)介(jie)质(zhi)的湿(shi)度降(jiang)至最(zui)低并提高温度，以加快粉体的干(gan)燥(zao)速度。
这种方法制(zhi)度合理，适用于量大、粉体(ti)层厚(hou)的干燥(zao)，但需要具备能(neng)调控(kong)干燥(zao)介质湿度(du)和温度(du)的干燥(zao)设备。
热风干燥箱
热(re)风干(gan)(gan)燥(zao)(zao)法的(de)通常优点(dian)为用热(re)风干(gan)(gan)燥(zao)(zao)法干(gan)(gan)燥(zao)(zao)粉(fen)体时(shi)速度快(kuai)，可连续大量(liang)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)。缺(que)点(dian)为用热(re)风干(gan)(gan)燥(zao)(zao)法干(gan)(gan)燥(zao)(zao)粉(fen)体时(shi)需要粉(fen)碎，对(dui)块状的(de)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)效果不理想。
二、红(hong)外(wai)线干燥
红(hong)外(wai)(wai)线(xian)是(shi)一种电(dian)(dian)磁波(bo)(bo)，在电(dian)(dian)磁波(bo)(bo)谱(pu)中位于可(ke)见光波(bo)(bo)与(yu)微波(bo)(bo)之间，其波(bo)(bo)长范围是(shi)0.76~1000μm。红(hong)外(wai)(wai)线(xian)干燥(zao)粉体(ti)是(shi)利用红(hong)外(wai)(wai)辐(fu)射能(neng)直接(jie)照射被加热粉体(ti)，并通(tong)过粉体(ti)对(dui)红(hong)外(wai)(wai)线(xian)的吸收(shou)，实现能(neng)量(liang)的传递和转换。因(yin)此，要(yao)达到良好的干燥(zao)效(xiao)果，就(jiu)要(yao)使红(hong)外(wai)(wai)辐(fu)射源符合被干燥(zao)粉体(ti)的吸收(shou)特性。利用红(hong)外(wai)(wai)线(xian)干燥(zao)技术，只要(yao)使其辐(fu)射源产生的红(hong)外(wai)(wai)波(bo)(bo)能(neng)被所干燥(zao)粉体(ti)吸收(shou)，就(jiu)能(neng)获得满意的干燥(zao)效(xiao)果。
这(zhei)种(zhong)干(gan)燥方法的(de)优点是只是被(bei)辐射面有效地加热(re)，内部不受影(ying)响，适用于(yu)浆料、涂层的干燥以(yi)及含水率测(ce)定等仅(jin)需表面干燥(zao)的场合；缺点为(wei)该方法不适用(yong)于厚粉体(ti)(ti)层的加热干燥(zao)。
三、喷雾干燥
喷(pen)雾(wu)干燥法(fa)是将(jiang)乳(ru)浊液或溶液用喷(pen)雾(wu)器喷(pen)入干燥(zao)塔内进行雾化，这(zhei)时进入塔内的(de)雾滴即(ji)与从(cong)另一路进入塔内的(de)热空(kong)气(qi)会合而进行干(gan)燥(zao)，雾滴中的(de)水分受热空(kong)气(qi)的(de)干(gan)燥(zao)作用，即(ji)在塔内蒸发(fa)，而成为干(gan)粉(fen)，然后经旋风分离器吸入料斗回收。
喷雾(wu)干燥流程示意图
喷雾干燥(zao)的优点是很容易得到流动(dong)性好的(de)球(qiu)状(zhuang)团粒(li)，即在干燥的(de)同时得到造粒(li)了(le)的(de)颗粒(li)。因此，在陶(tao)瓷(ci)生(sheng)产(chan)中(zhong)广泛(fan)被用来造粒(li)。该方法造出的(de)颗粒(li)，其形状几乎完全(quan)是球形，具有较好的(de)流(liu)动性，易(yi)于成型；产(chan)量(liang)大(da)(da)，可连(lian)续生(sheng)产(chan)，简化了(le)工艺，大(da)(da)大(da)(da)减轻(qing)了(le)劳动强度并(bing)为自动化成型工艺创(chuang)造了(le)良(liang)好条件(jian)。缺点为该方法需要大(da)型装置，而(er)且(qie)难以得到微粉体(ti)。
喷雾干燥塔(ta)
四、冷(leng)冻干燥
冷(leng)冻干(gan)燥(zao)技术(shu)作为一种先进的(de)低温化学(xue)制备方法，可以(yi)用来制备金属超微(wei)粉体、合(he)成金属氧化物、高纯超细(xi)粉体(ti)、复(fu)合氧化物等(deng)精细陶(tao)瓷粉(fen)末，由冰冻(dong)和干(gan)燥两个主要环节组成(cheng)。其干(gan)燥原理是(shi)，根据物(wu)理化学原理，盐(yan)溶液的(de)(de)(de)凝(ning)(ning)固点(dian)低于水(shui)(shui)的(de)(de)(de)凝(ning)(ning)固点(dian)，相应(ying)的(de)(de)(de)蒸气压也(ye)下降，金属盐(yan)溶液从起(qi)始态(tai)降温时，溶液立即冻(dong)结成(cheng)固态(tai)的(de)(de)(de)冰和盐(yan)，待减(jian)压到临(lin)界点(dian)并逐渐升(sheng)温后，冰就全部升(sheng)华(hua)成(cheng)水(shui)(shui)蒸汽，冰冻(dong)的(de)(de)(de)化学溶液就成(cheng)为干(gan)燥的(de)(de)(de)金属盐(yan)细粉(fen)末。
盐-水(shui)平衡相图
冷(leng)冻干燥(zao)前，一般都先(xian)按化(hua)(hua)(hua)学式(shi)配制成(cheng)一定浓度的(de)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)盐(yan)溶(rong)(rong)液，在低温下(xia)（-40℃以下(xia)）以离子态迅速凝结(jie)成(cheng)冻珠(zhu)，减压(0.1mmHg)升(sheng)华即(ji)可除去水分，最(zui)后(hou)将金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)盐(yan)进行分解，即(ji)成(cheng)为所(suo)要(yao)求的(de)超细粉末的(de)氧化(hua)(hua)(hua)物。为了保证金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)盐(yan)溶(rong)(rong)液的(de)化(hua)(hua)(hua)学均匀性，可以用水或其它既可冻结(jie)又(you)容易升(sheng)华的(de)液体，如汽油、酒精(jing)、氯化(hua)(hua)(hua)汞、碘化(hua)(hua)(hua)物等作(zuo)溶(rong)(rong)剂，选(xuan)择相互易于溶(rong)(rong)解的(de)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)盐(yan)作(zuo)溶(rong)(rong)质。金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)盐(yan)的(de)种类取决(jue)于材(cai)料的(de)特性，常用的(de)金(jin)(jin)属(shu)(shu)(shu)盐(yan)以草酸盐(yan)和硫酸盐(yan)最(zui)为普遍。
真空冷冻(dong)干燥机
冷(leng)冻干燥法可(ke)较好(hao)地消(xiao)除粉(fen)料干燥过(guo)程中的(de)团(tuan)聚现象(xiang)，制备的(de)粉(fen)料具有纯度(du)(du)高、化学(xue)均匀性好(hao)、细度(du)(du)高、粒径分布(bu)较集中、比表(biao)面积(ji)大、化学(xue)活性好(hao)等优(you)点，用(yong)冷(leng)冻干燥法制备的(de)粉(fen)料所生产的(de)电(dian)子(zi)陶瓷(ci)的(de)晶粒为微米级，密度(du)(du)达理论(lun)密度(du)(du)的(de)99%以上，如果(guo)与等静压连用(yong)，还可(ke)以取得更好(hao)的(de)效果(guo)，是获得高密度(du)(du)细晶粒电(dian)子(zi)陶瓷(ci)的(de)重(zhong)要(yao)途径。
不过冷冻干燥法采用的化学溶(rong)液要求较(jiao)(jiao)高，溶(rong)液的PH值较(jiao)(jiao)难控制，而且工(gong)(gong)业生产时(shi)，其设备的投资较(jiao)(jiao)高，工(gong)(gong)艺(yi)控制比较(jiao)(jiao)复(fu)杂(za)，成本较(jiao)(jiao)高，且不能(neng)连续(xu)处理(li)，因此目前应用仍较(jiao)(jiao)少。
参考来源(yuan)：
1.陶(tao)瓷(ci)粉体常用的干燥方法，诸爱珍（江苏陶(tao)瓷(ci)）；
2.真空冷冻干(gan)燥法制备无机(ji)功能(neng)纳米粉体的研究(jiu)，刘军（东北大学）；
3.利用离心喷雾干燥制备(bei)球形粉(fen)体(ti)的工艺因素研究，钟余发(fa)、程小苏、曾令可、税安泽、王慧（材(cai)料导(dao)报）。
粉体(ti)圈小吉(ji)
本(ben)(ben)文为粉体(ti)圈原创(chuang)作(zuo)品，未经许(xu)可，不得转载，也不得歪曲、篡(cuan)改或(huo)复制本(ben)(ben)文内容(rong)，否则本(ben)(ben)公司将依法追(zhui)究法律责任。