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活性毁伤材料粉体组分混合过程与设备优化

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3.2聚四氟乙烯粉体碎化过筛组分称量即按照活性毁伤材料组分配比要求,称取一定质量各组分材料粉体的过程。图3.3典型组分混合设备1.混合时间混合时间表征组分粉体通过混合设备混合时间的长短,直接决定活性毁伤材料组分的混合均匀性。图3.5混合速率对多组分活性粉体体系混合均匀性影响图3.6活性毁伤材料粉体组分混合方式

活性毁伤材料粉体组分混合过程与设备优化

组分混合是通过各组分间物理运动,实现特定比例氟聚物基体与填充金属粉体均匀分布的过程,主要包括组分称量、组分混合两个步骤。

图3.2 聚四氟乙烯粉体碎化过筛

组分称量即按照活性毁伤材料组分配比要求,称取一定质量各组分材料粉体的过程。活性毁伤材料体系对各组分配比要求严格,因此,一般选择高精度电子天平,在干燥通风环境中,对组分材料进行称取。

组分混合主要设备有V筒混料机、剪切混合机等,如图3.3所示。基本工作原理为利用设备机械运动,使多组分粉体混合物发生径向、周向和轴向三维运动,经适当的混合时间实现多组分粉体之间均匀混合。组分混合基本流程:首先,按配比要求将称量好的各组分粉体依次加入混合设备中;然后,设定混合时间及混合速率,对组分粉体进行混合;最后,将混合好的组分粉体倒出,密封保存。影响混合均匀性的主要工艺参数是混合时间、混合速率等。

图3.3 典型组分混合设备

1.混合时间

混合时间表征组分粉体通过混合设备混合时间的长短,直接决定活性毁伤材料组分的混合均匀性。混合时间过短,组分间相互分散不充分,混合不均匀;混合时间过长,混合设备机械搅拌产生热量不易耗散,导致粉体温度上升,PTFE黏结成块,影响组分混合均匀性。在实际混合中,应依据具体活性毁伤材料组分配比、粉体粒径、粉体质量等,通过试验确定合理的混合时间。以典型PTFE/Al/W(质量分数50%/30%/20%)活性毁伤材料为例,达到良好混合均匀性的粉体质量与混合时间关系如图3.4所示。

图3.4 粉体质量与混合时间关系(www.xing528.com)

2.混合速率

混合速率是决定多组分粉体混合时间和混合均匀性的重要参数,混合速率过低,粉体材料三维运动速率较慢,不利于组分间相互运动及扩散,混合所需时间较长;混合速率过高,会导致混合粉体局部运动速率过高,温升显著,特别是剪切式混合机,搅拌叶片高速旋转会对粉体产生高剪切速率,导致氟聚物基体升温,形成絮状团聚,甚至发生高温分解及组分间反应。

混合速率对多组分活性粉体体系混合均匀性影响如图3.5所示,从图中可以看出,正常混合速率下,粉体流散性良好,混合均匀;混合速率过高时,可明显观察到粉体中出现结块现象,反而不利于多组分粉体的均匀混合。

需要说明,机械混合一般用于粉体量较多或大批量生产,实验室条件下小试样制备,一般可采用手工研磨混合,如图3.6所示。基本流程为,先按配比要求将组分粉体倒入容器;再通过软质金属棒反复研磨搅拌,直至混合物无明显色差,表明各组分基本混合均匀,即可对混合物密封保存。

图3.5 混合速率对多组分活性粉体体系混合均匀性影响

图3.6 活性毁伤材料粉体组分混合方式

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