超聲波霧化造粒工藝原理簡介

核心原理

該技術(shù)的核心在于超聲波霧化和后續(xù)干燥/熱處理兩個階段。

1. 超聲波霧化

能量來源：高頻電子發(fā)生器（通常頻率在 20 KHz 至 50KHz，甚至更高）驅(qū)動壓電換能器。

霧化機(jī)制：高頻電信號被轉(zhuǎn)換為相同頻率的機(jī)械振動，并傳遞至霧化噴嘴頂部的振動面（如鈦合金板）。當(dāng)液體流經(jīng)或滴落在該振動表面時，會在其表面形成毛細(xì)波。

液滴形成：當(dāng)超聲振動的振幅足夠大時，毛細(xì)波的波峰會變得不穩(wěn)定，破碎并噴射出極其細(xì)微的液滴。這些液滴的尺寸高度均一，其大小（D50）主要取決于超聲頻率：頻率越高，產(chǎn)生的液滴尺寸越小。

公式近似：D ≈ 0.34 * (8πσ / ρf2)^(1/3)，其中σ為表面張力，ρ為密度，f為頻率。

主要應(yīng)用領(lǐng)域

陶瓷：

結(jié)構(gòu)陶瓷：氧化鋯、氧化鋁、氮化硅等超細(xì)、高均勻性粉體，用于軸承、切削工具等。

功能陶瓷：鈦酸鋇（MLCC介質(zhì)）、PZT壓電陶瓷、透明陶瓷等，對化學(xué)成分和顆粒均勻性要求高。

新能源材料：

鋰離子電池：三元正極材料（NCM/NCA）、磷酸鐵鋰（LFP）、鈷酸鋰（LCO）等前驅(qū)體的制備。這是目前最主要、最成功的工業(yè)應(yīng)用之一，直接影響電池的一致性、能量密度和循環(huán)壽命。

固體氧化物燃料電池（SOFC）：電解質(zhì)和電極材料粉體。

催化劑：

制備高比表面積、高活性、負(fù)載均勻的催化劑顆粒，用于汽車尾氣凈化、化工合成等。

粉末冶金：

制備金屬（如合金、鎢、鉬）或碳化物超細(xì)球形粉末，用于3D打?。⊿LM）、金屬注射成型（MIM）、熱噴涂等。

制藥與生物材料：

制備微膠囊、藥物載體、生物陶瓷（如羥基磷灰石）顆粒。

其他：

熒光粉、顏料、特種化學(xué)品、磨料等。