陶瓷墙地砖干法造粒制粉效果与立柱长度分析

针对不同立柱长度对陶瓷墙地砖干法造粒制粉效果的影响,以可塑性粉体、瘠性粉体、熔剂性粉体为主要原料,基于不同立柱长度采用陶瓷干法造粒制粉工艺制备坯料颗粒,研究立柱长度对坯料颗粒的有效颗粒质量百分比、级配分布、流动性指数及喷流性指数的影响,并进行数值模拟仿真分析验证实验结果正确性。实验结果表明:当立柱长度分别为14 cm、16 cm、18 cm、20 cm、22 cm时,有效颗粒质量百分比依次为81.8%、86.7%、92.5%、89.2%、87.6%,颗粒流动性指数依次为67.0、71.0、84.0、79.0、67.0,颗粒喷流性指数依次为71.0、69.0、67.0、73.5、76.5。数值仿真结果表明:当立柱长度分别为14 cm、16 cm、18 cm时,造粒过程中坯料颗粒分布体积约占造粒室体积的一半,此时造粒室底部堆积较少颗粒;当立柱长度为20 cm、22 cm时,造粒过程中坯料颗粒分布体积约占造粒室体积的一半,此时造粒室底部堆积较多颗粒。综合分析可知:所造坯料颗粒的有效颗粒最大质量百分比、流动性指数、喷流性指数依次为92.5%、84.0、69.0,均为该操作下的造粒效果最优值,此时造粒过程中坯料颗粒分散度最好,坯料颗粒的有效颗粒质量百分比最大、级配分布最均匀、流动性和喷流性最好,造粒效果最佳。     

两种不同工艺制备陶瓷砖坯体粉料的物理性能

针对传统干法造粒工艺所制备陶瓷砖坯体粉料颗粒形状不规则、均匀性差、流动性不良、压缩比过小的技术问题,一种适于干压成型的新型干法造粒工艺被开发.本论文对采用该种新型干法造粒工艺制备的坯体粉料的颗粒形貌、粒度分布、含水率、密度和流动性等基本性质进行深入研究,并与喷雾造粒工艺所制备的坯料进行对比分析,证明新型干法造粒工艺能够制造出合格的陶瓷砖坯体粉料.     

氧化锆滑板制备工艺对其性能和显微结构的影响

分别以电熔CaO稳定ZrO2(CZ,粒度分为5级,最大为1 mm,最小为5μm),电熔CaO、Y2O3复合稳定ZrO2(YCZ,其d50<5μm)和两种电熔MgO、Y2O3复合稳定ZrO2(MZY1和MZY2,粒度均为d50<5μm)为主要原料,分别采用传统颗粒级配和微粉造粒料两种工艺制备了氧化锆滑板试样,研究了原料种类、原料粒度、烧成温度对氧化锆滑板力学性能和显微结构的影响。结果表明:采用微粉造粒料制备的试样比采用传统颗粒级配方式制备的具有更高的强度和体积密度,以及更低的显气孔率;采用微粉造粒料制备的试样的抗热震性与烧成温度、稳定剂的种类和含量、氧化锆原料中SiO2和A l2O3杂质的含量等有关;采用传统颗粒级配制成的氧化锆试样难以烧结致密,颗粒与基质结合稍差,存在粗大气孔;而以造粒料制成的试样烧结致密,并有相当数量的微气孔和微裂纹。     

陶瓷外墙砖干法造粒坯料颗粒与膨润土含量的影响

针对陶瓷外墙砖干法造粒坯料颗粒与膨润土含量的影响,以黏土类、石英类、长石类等超细粉体为主要原料,基于不同膨润土含量采用干法造粒制粉技术制备坯料颗粒,检测坯料颗粒休止角、压缩度、平板角、均齐度、凝聚度以计算分析坯料颗粒流动性指数,筛选坯料颗粒获得颗粒级配以计算坯料颗粒合格率,测量坯料颗粒球形度,基于测定的物性参数,分析膨润土含量对陶瓷外墙砖干法造粒效果的影响,同时数值仿真验证结果的可靠性。实验结果表明:当膨润土含量分别为1%、3%、5%、7%、9%时,坯料颗粒流动性的流动性指数依次为58.0、69.0、91.0、67.5、58.0,坯料颗粒合格率依次为82.1%、82.7%、85.9%、77.6%、20.9%,平均颗粒球形度依次为0.24、0.42、0.71、0.70、0.70。同时数值模拟结果表明:当膨润土含量分别为1%、3%、5%、7%、9%时,在造粒室形成的堆积度依次为0.38、0.36、0.33、0.35、0.39,且当膨润土含量为5%时,坯料颗粒分散性最好,说明实验结果与数值模拟基本吻合,验证了实验的可靠性,表明当膨润土含量为原料的5%时,陶瓷外墙砖干法造粒坯料颗粒流动性指数、坯料颗粒合格率、颗粒球形度最优。     

悬浮态干法造粒工艺制备陶瓷墙地砖坯体粉料的工艺参数研究

介绍了一种新型悬浮态干法造粒工艺的工艺参数研究,通过改变悬浮态干法造粒工艺的增湿腔内壁材料、雾化水中粘结剂含量、给料速率和增湿腔截面风速四种参数,以所制备陶瓷砖坯体粉料的收料率、含水率和成粒率为指标,研究不同参数对陶瓷砖坯体粉料生产的影响,用优选出的参数组合,与湿法造粒工艺及优化前的颗粒质量做了对比.结果表明:增湿腔内壁材料对所制备颗粒的收料率和成粒率影响很大,使用聚四氟乙烯作为增湿腔内壁材料制备效果明显好于有机玻璃,粘结剂含量在1%左右时粉料与雾化液滴接触结合的情况为最佳;随着给料速率的增加,收料率随之增大,但是实验结果的含水率及成粒率都呈现先增大后减小的趋势,并在3.1 kg/min时出现最大值;随着增湿腔截面风速的提高,颗粒成粒率和含水率降低,而收料率增加.以优化后参数方案制备的坯体粉料颗粒质量上也得到了进一步优化,颗粒流动性更好,与湿法工艺接近.     

陶瓷墙地砖干法造粒过程坯料粉体成形与造粒室转速的影响

为分析陶瓷墙地砖干法造粒过程坯料粉体成形与造粒室转速的关系.基于欧拉-欧拉双流体模型模拟陶瓷干法造粒混料过程数理模型,同时对坯料粉体粗糙度、粉体级配及粉体流动性指数进行实验分析,验证数值模拟的正确性.当造粒室转速分别为120 RPM、140 RPM、160 RPM时,坯料粉体体积分布大小基本保持不变,坯料粉体均匀性和分散性逐渐变好,团聚现象逐渐消失;当造粒室转速分别为180 RPM、200 RPM时,坯料粉体体积分布大小仍基本保持不变,坯料粉体均匀性和分散性逐渐变差,团聚现象逐渐明显.实验结果表明:当造粒室转速分别为120 RPM、140 RPM、160 RPM、180 RPM、200 RPM时,坯料粉体粗糙度系数平均值依次为1.79、1.77、1.68、1.74、1.78;粉体级配百分比依次为73％、77％、89％、80％、72％;流动性指数依次为63.54、66.95、69.75、68.32、67.21.综合分析说明:造粒室转速为160 RPM时,坯料粉体均匀性和分散性良好,且无明显团聚现象,此时坯料粉体粗糙度系数平均值最小、粉体级配百分比最高、流动性指数最大,即造粒效果最好.     

氧化铝粉料喷雾造粒的制备工艺及性能研究

本文采用离心式喷雾造粒工艺制备氧化铝粉末,并对其性能进行研究。实践证明,在氧化铝粉料喷雾造粒的实际生产过程中,通过严格控制工艺参数,能够制备出具有形状和性能良好;呈近似圆球状的实心颗粒;造粒粉含水率低、流动性好、松装密度大;颗粒级配合理的氧化铝粉料。而且,氧化铝粉料的利用率得到了提高,生产环节其能耗降低。     

陶瓷墙地砖干法制粉造粒立柱与颗粒均匀度的影响

针对陶瓷墙地砖干法制粉造粒立柱对颗粒均匀度的影响.基于不同的造粒立柱几何参数,采用干法制粉制备颗粒,分析造粒立柱对颗粒均匀度的影响;同时基于CFD方法构建陶瓷墙地砖干法制粉混料过程欧拉-欧拉双流体模型,数值模拟验证实验的正确性.实验检测表明:当造粒立柱几何参数依次为6 mm、7 mm、8 mm、9 mm、10 mm时,对应制备颗粒最大均匀度为4.81、4.97、5.23、5.17、4.99,颗粒平均均匀度为4.71、4.85、4.98、4.87、4.83.数值模拟表明:当造粒立柱几何参数依次为6 mm、7 mm、8 mm时,粉体的分散性逐渐变好,团聚现象逐渐消失;当造粒立柱几何参数依次为9 mm、10 mm时,粉体的分散性逐渐变差,团聚现象逐渐明显.综合分析说明:造粒立柱几何参数为8 mm时,颗粒均匀度最大,粉体分散性最好,团聚现象不明显,且实验检测与数值模拟基本相吻合.     

添加剂对喷雾冷冻干燥MgAl2O4粉体性能的影响

以聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)作为添加剂,采用喷雾冷冻干燥技术制备MgAl2O4造粒粉体.通过振实密度测量仪、扫描电镜、万能试验机等设备系统研究了不同PVA和PEG添加量下造粒粉体的流动性、颗粒形貌、粒径分布及颗粒强度等性能.通过粉体成型和烧结过程,分析了造粒粉体性能对素坯密度、微观结构和陶瓷光学质量的影响.结果 表明,添加PVA和PEG造粒粉体制备的素坯在预烧过程可以避免晶界大气孔的生成,有利于通过热等静压处理消除残余气孔.添加PEG样品的气孔尺寸较小,短波范围内的透过率提高.添加3wt％PVA和PEG造粒粉体制备的MgAl2O4透明陶瓷在400 nm波长处的透光率分别为76.3％和77.1％,明显高于无添加剂的样品.     

掺杂氮化硼对干法制粉颗粒级配的影响

针对干法制粉过程中颗粒级配分配不均的问题,研究了在原料中掺杂氮化硼对干法制粉坯料颗粒级配的影响。运用高精度网筛和SEM对坯料颗粒级配进行分析,并与未掺杂的坯料颗粒进行比较,研究氮化硼含量对干法造粒颗粒级配的影响。结果表明:氮化硼的掺入改善了干法制粉颗粒级配,坯料颗粒分布较均匀;当氮化硼含量为4%时,坯料颗粒合格率最高为87%,处于30-60 mesh之间的优良颗粒占比最大为64%,分散程度良好,颗粒级配最佳,一定程度上能改善造粒效果。     

分散剂对氧化锆晶型的影响

以氧氯化锆为原料、尿素为沉淀剂,采用不同表面活性剂为分散剂,制备超细氧化锆粉体。实验研究发现,其他条件相同,采用聚乙二醇和聚乙烯醇作分散剂,所制得的氧化锆粉体以单斜晶为主,同时有一定量的四方晶氧化锆生成,且添加聚乙二醇生成的四方晶氧化锆较添加聚乙烯醇时生成的多;采用Span80作分散剂,明显抑制了四方晶氧化锆的生成,可制得较纯的单斜晶氧化锆粉体。另外,采用不同分散剂所制得的产物颗粒形状不同,用聚乙二醇作分散剂可制得纺锤形氧化锆粉体,而用聚乙烯醇或Span80作分散剂则可制得椭球形氧化锆粉体。     

Granule performance of zirconia/alumina composite powders spray-dried using polyvinyl pyrrolidone binder

Polyvinyl pyrrolidone (PVP) was used as a binder in spray-drying a slurry containing zirconia/alumina composite powder and its influence on granulation and granule deformability was compared with those of polyvinyl alcohol (PVA) and polyethylene glycol–hydroxyethyl cellulose cobinder (PEG–HEC). Although the most spherical solid granules were obtained from the slurry containing PEG–HEC, the granules containing PVP were the most deformable during compaction. It was apparent that a high-viscosity organic additive mixture added to the slurry resulted in highly spherical solid granules, and a low T_g of the mixture led to a high deformability. The flexural strengths of composites prepared from granules containing PVP, PEG–HEC, and PVA were 634, 578, and 468 MPa, respectively, which corresponds to the ascending order of T_g of the binders mixed with plasticizers.     

纳米碳化硼在水基础液中的分散稳定性

以纳米碳化硼粉体为纳米材料,聚乙二醇、羧甲基纤维素钠为分散剂,蒙脱石为抗沉降稳定剂,RO反渗透膜处理水为分散介质,采用两步法制备了水基纳米碳化硼溶液.研究了不同分散条件对纳米碳化硼在水基础液中的分散情况,并采用沉降稳定性分析、流变特性分析来评价其分散效果.实验结果表明,分散剂种类、分散剂质量分数、纳米碳化硼的粒径、纳米碳化硼的质量分数都会对溶液分散稳定性产生一定的影响.研究得出,用质量分数为0.4%的聚乙二醇(PEG600)作为分散剂、用粒径为60nm的纳米碳化硼且质量分数为0.8%～0.9%时,能够使得纳米碳化硼在水基础液中达到最佳稳定分散的效果.     

ZrO2陶瓷注射成形的流变特性

以加入3％molY2O3的ZrO2粉末为原料,选用聚苯乙烯（PS）、乙烯和醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚酰胺蜡（NEW）、聚乙烯蜡（PEW）和硬脂酸（SA）为粘结剂体系制成注射成形的喂料,使用XLY—Ⅱ型的毛细管流变仪测定喂料的流变参数,通过线性回归分析．计算出非牛顿指数和粘流活化能。实验表明：喂料的粘度随着温度的升高以及剪切速率的增大而减小,具有较好的充模性．呈假塑性流体,在三种组分的喂料中,Z3配方表现出良好的流动性和较小的温度敏感性．适合陶瓷注射成形。     

A novel mass production method for Li2TiO3 tritium breeder ceramic pebbles using polyvinyl alcohol (PVA) and polyvinyl pyrrolidone (PVP) assisted granulation method

A novel mass production method of lithium titanite (Li₂TiO₃) tritium breeder ceramic pebbles using polyvinyl alcohol (PVA) and polyvinyl pyrrolidone (PVP) assisted granulation method (APG) was proposed. A binder solution of polyvinyl alcohol (PVA) was used to modify the Li₂TiO₃ precursor powder. The powders with adhesive properties were prilled to form green pebbles (GPs) by spheronization at a low rotation speed and spraying with polyvinyl pyrrolidone (PVP), in several cycles. Then, the density and the crush load of the GPs were improved by high-speed rolling. Finally, the ceramic pebbles were produced by sintering. The phase, the microstructure, and the crush load of the ceramic pebbles were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and with a universal tester, respectively.     

水溶性带电聚合物黏结剂修饰炭电极用于增强电容去离子性能

电容去离子技术（capacitive deionization，CDI）是一种基于电吸附原理的新型脱盐技术，具有成本低、无污染、能耗小等优点。采用亲水性的羧甲基纤维素钠（CMC）和聚乙烯醇（PVA）黏结剂及其化学修饰得到的具有更多带电基团的磺化羧甲基纤维素（SCMC）和季铵化聚乙烯醇（QPVA）黏结剂制备活性炭电极，能进一步增强活性炭（AC）电极的亲水性和离子选择性。亲水性带电聚合物黏结剂依靠自身的电荷可以有效抑制阳极氧化的副反应，并增强离子吸附驱动力。在500 mg/L NaCl盐溶液，1.2/0 V电压下，AC-CMC//AC-PVA和AC-SCMC//AC-QPVA可分别获得14.58和17.39 mg/g的脱盐量，且在0.8/0 V电压下循环100圈之后，脱盐量的保持率分别为65.48%和80.53%。     

Wet granulation in a batch high shear mixer

This study deals with the wet granulation in a high shear mixer. The experimental apparatus is a laboratory scale ”Lödige” granulator, with a maximum volume of 20 l, equipped with a chopper and a pneumatic spraying system. The main objective of the study is to point out the effect of physico-chemical properties and operating conditions on the growth mechanisms and kinetics in this type of granulation device. Two kinds of alumina with different particle size distributions (alumina SH100 and alumina SH30) were granulated using various Newtonian liquids having different surface tension, viscosity, binder concentration, density, etc. (water, aqueous solutions of polyethyleneglycol or polyvinyl alcohol). Experimental results showed that the granulation process generally proceeds through three distinct growth regimes independent of the nature of the powder, the binder liquid or the operating conditions. However, the transition between different regimes depends on the physico-chemical properties of the solids and liquids, on operating conditions and on the experimental procedure. For the alumina powder used in this study the transition occurs when a degree of liquid saturation of about 68% is reached.     

改性酪蛋白/羧甲基纤维素钠共混纤维制备与性能

采用湿法纺丝,以乙醇、氯化钙和盐酸的混合溶液为凝固浴制备了改性酪蛋白(CLC)/羧甲基纤维素钠(CMC-Na)共混纤维。通过测试纺丝液流动性以及纤维的红外光谱、表面形态和力学性能,研究了CLC和CMC-Na不同配比与纺丝溶液pH改性后酪蛋白纤维的力学性能增加,纺丝溶液的流动性与CMC-Na维的红外光谱分析表明CLC与CMC-Na之间有良好的相互作用。CMC-Na质量分数为30%(相对于改性酪蛋白)的共混纤维性能较好,纤维表面较致密,有沿着纤维轴向取向的明显条纹,其断裂强度为341.19MPa。     

陶瓷注射成型中水萃取脱脂粘结剂体系的相容性研究

提出了陶瓷注射成型水萃取脱脂粘结剂组分相容性的三大判断方法:溶解度参数法、热力学计算法、扫描电子显微镜法,以评判水基注射料的相容性,为陶瓷注射成型水萃取脱脂粘结剂的相容性提供了理论依据以及评判标准。并以聚乙二醇(PEG)/聚乙烯醇缩丁醛(PVB)以及聚乙二醇(PEG)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)两个水基粘结剂体系为例进行说明,讨论了陶瓷注射成型粘结剂的相容性对注射料流动性及水萃取脱脂速率的影响。     

表面活性剂对水热合成纳米氧化锌粉性能的影响

采用水热合成制备纳米氧化锌粉。主要研究了聚乙二醇和三聚磷酸钠等七种表面活性剂对纳米氧化锌粉物相和形貌的影响。采用XRD、TEM和荧光光谱仪对样品进行了表征。结果表明:添加聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化胺、聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠和聚丙烯酰胺所制得的氧化锌粉是棒状,而添加了乙酰苯胺和三聚磷酸钠所制得的氧化锌粉是片状。以三聚磷酸钠为表面活性剂,所得的纳米氧化锌在383nm和571nm左右有较强的紫外光致发射峰和黄绿色光致发光峰。