材料凍干機

時間：2022-05-16

通過真空冷凍干燥機制備低溫凍干的多孔陶瓷，帶來的多孔特性使它在多孔陶瓷制造領域也同樣充滿潛力。而且由于它相比其他多孔陶瓷制造法*簡單的物理過程、*廣的適用性(包括金屬、陶瓷、**材料)和較環(huán)保的特點，近年來受到人們的廣泛關注。

材料凍干機FD-503是一款實驗型研發(fā)凍干機，在物理材料研究領域受到很多客戶的關注。這款機型采用箱式設計加安卓系統(tǒng)，316L醫(yī)用級不銹鋼材質凍干倉，凍干面積0.36個平方，充分滿足客戶的凍干容量需求，同時體積又符合實驗室擺放需求。程序控溫，真空度智能調節(jié)等實用性功能又為客戶凍干工藝的研究提供了便利和依據(jù)。

凍干多孔陶瓷其形貌和性能受多種因素影響，主要有：溶劑種類、固相含量、冷凍溫度、燒結溫度、燒結保溫時間等。

1、溶劑種類

通過冷凍干燥技術獲得的多孔陶瓷，其孔本質上是對溶劑晶體的復制，換言之，溶劑晶體的微觀結構決定了多孔材料的微觀結構，因此溶劑種類的選擇非常重要。在冷凍干燥技術中溶劑分為水系和非水系。

水由于環(huán)保且廉價，是冷凍干燥法中較為普遍的溶劑，以水為溶劑所獲得的多孔結構往往呈現(xiàn)薄片狀的形貌。這是因為當冰的生長完成柱狀的轉變后，它會呈現(xiàn)很強的各向異性，在平行于溫度梯度的方向上會**地生長，而在厚度方向的生長卻非常有限。多孔結構就是對冰的結構的反向復制。

莰烯是另一種常用溶劑，*，可以在接近室溫的條件下操作，降低冷凍成本。但由于莰烯在室溫下為固體，因此需要在其熔點以上制備漿料及球磨。當莰烯在恰當?shù)臏囟忍荻认鹿袒瘯r，其會形成樹枝狀的結構。當固化開始后，樹枝狀的莰烯“手臂"會排斥漿料中的陶瓷顆粒及其他添加劑，這些物質會富集在這些“手臂"之間；同時，樹枝狀的莰烯“手臂"在生長過程中會發(fā)生交聯(lián)，所以在升華完成后，會形成內部相連的孔和渠道。

2、固相含量

由于多孔陶瓷的孔洞是水在凝固后升華所留下的孔隙，所以固相含量高低對于多孔陶瓷的孔形貌有著直接的影響。從下圖可見，隨固相含量的增加，氣孔率會減小，這是由于漿料中液態(tài)介質的含量下降，冷凍后形成的冰晶相對較少，冰晶升華后留下的孔隙比例隨之也減少。另外，在相同的燒結溫度下，抗壓強度也會隨著固相含量的增加而增加。

3、冷凍溫度

由于冰晶長大后的形貌會決定氣孔結構，因此溫度場分布、冷凍溫度、冷凍速率都會影響多孔陶瓷的性能。下圖是固體含量為30vol%的陶瓷漿料在冷凍溫度為-20℃和-40℃，經1500℃燒結后所制備的多孔陶瓷SEM圖，會發(fā)現(xiàn)在*低的冷凍溫度下，冰晶尺寸遠小于較高冷凍溫度時的冰晶尺寸。

這是因為在冷凍過程中，冷凍溫度高低影響了冰晶的形核和長大過程，低溫度可以促進晶核形成，使之成核、數(shù)量更多，冰晶體生長時將會互相競爭，阻礙冰晶的垂直于熱流方向的生長，使燒結后的多孔陶瓷具有*細小的孔結構。而在較高溫度冰凍時，晶核可以充分長大，單個冰晶*粗大，升華后留下的孔隙也*大。

由于冷凍干燥法制備多孔陶瓷具有環(huán)境友好性，因此在當今可持續(xù)發(fā)展的經濟環(huán)境下確實具有良好的應用前景。不過只有抓住老鼠的貓才是好貓，冷凍干燥法是否能得到重用的關鍵還須回歸到產品性能上。從上面實驗案例可知，通過對生產參數(shù)的調整，確實可以使多孔陶瓷的微觀結構得到較**的調控，若是再結合不同種類的功能材料，想必其應用還可以得到更多的擴展，迎來*大的進步。

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		冷凝溫度	-55℃
捕水能力	6kg/h	真空度	≤10pa
凍干面積	0.36m2	價格區(qū)間	10萬-50萬
儀器類型	壓蓋裝置型	適用范圍	實驗室
產地類別	國產	應用領域	環(huán)保,食品,化工,農業(yè),綜合
隔板控溫	—40℃~+70℃	惰性氣體回填	0.2um
隔板尺寸	320*400mm	隔板層數(shù)	3層
凍干倉尺寸	630740850mm	抽氣速率	2L/s
凈重	177kg

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詞條說明
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