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無機納米材料的簡介

無機納米材料是納米材料從物質(zhì)的類別來劃分出的一種納米材料。指其組成的主體是無機物質(zhì)。

納米材料的概述

納米材料指的是納米結(jié)構(gòu)按一定方式堆積或一定基體中分散形成的宏觀材料。

納米結(jié)構(gòu)為至少一維尺寸在1～100nm 區(qū)域的結(jié)構(gòu)，它包括納米粒子、納米纖維、納米薄膜、納米塊狀和納米晶等。[1]

納米粒子又稱超微粒子，統(tǒng)指1～ 100nm 的細微顆粒(結(jié)晶的或非結(jié)晶的)。納米粒子既不同于微觀原子、分子團簇，又不同于宏觀體相材料，是一種介于宏觀固體和分子間的亞穩(wěn)中間態(tài)物質(zhì)。當(dāng)粒子尺寸進入納米數(shù)量級(1～100nm)時，由于納米粒子的表面原子與體相總原子數(shù)之比隨粒徑尺寸的減少而急劇增大，使其顯示出強烈的體積效應(yīng)、量子效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。

納米材料分類

包括納米塊狀材料和納米復(fù)合材料。從物質(zhì)的類別來分，可分為金屬納米材料、無機氧化物納米材料、無機半導(dǎo)體納米材料和有機小分子和聚合物納米材料。

納米材料制備的一般方法

制備納米材料的方法有：化學(xué)氣相沉積法、物理氣相沉積法、機械合金法、液相化學(xué)合成法、超聲波輻射法。

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無機納米材料的分散難點

納米產(chǎn)品在工業(yè)上應(yīng)用是一個難題，特別是將功能性納米材料粉末分散在中高粘度的介質(zhì)中，如果用普通高剪切分散設(shè)備去分散，需要超長時間的分散，而長時間的分散會導(dǎo)致發(fā)熱、結(jié)皮、老化，zui后分散的均勻度還不能令人滿意。IKN工程技術(shù)人員針對這種工況，創(chuàng)新設(shè)計，充分根據(jù)流體特性，將納米材料得到有效的分散。

IKN無機納米材料分散設(shè)備簡介

無機納米材料分散機ERS2000主要用于微乳液及超細懸浮液的生產(chǎn)，由于工作腔體內(nèi)三組分散頭（定子+轉(zhuǎn)子）同時工作，乳液經(jīng)過高剪切后，液滴更細膩，粒徑分布更窄，因而生成的混合液穩(wěn)定性更好。三組分散頭均易于更換，適合不同的工藝應(yīng)用。該系列中不同的型號的機器都有相同的線速度和剪切率，非常易于擴大生產(chǎn)。

納米材料分散機ERS2000采用的零部件，并傾盡全力將其優(yōu)化組合，制成各方面都卓然出眾的藝術(shù)級工業(yè)化產(chǎn)品。這需要多年的經(jīng)驗積累，以及技術(shù)沉淀，更重要的是將經(jīng)驗和技術(shù)轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新的能力。IKN乳化機通過大能量的輸入即由于轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的高切線速度和高頻機械效應(yīng)帶來的強勁動能，使物料在定、轉(zhuǎn)子狹窄的間隙中受到強烈的機械及液力剪切、離心擠壓、液層摩擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用，形成懸浮液（固/液），乳液（液體/液體）和泡沫（氣體/液體）。乳化和分散的本質(zhì)是通過能量的輸入使不相溶的兩相或多相達到互相包裹，近似穩(wěn)定均一狀態(tài)的做功過程。即形成乳液或懸浮液的條件是，在某一能量水平上， 各種微滴顆粒集聚的速度與分散的速度達到動態(tài)的平衡。      

ERS2000系列無機納米材料分散機與傳統(tǒng)的設(shè)備對比：

1、傳統(tǒng)設(shè)備需要8小時的分散過程，ERS2000設(shè)備1小時就可以完成，更加高效、節(jié)能。

2、傳統(tǒng)設(shè)備的攪拌轉(zhuǎn)速每分鐘幾十轉(zhuǎn)，帶有分散功能的每分鐘轉(zhuǎn)速也在1500轉(zhuǎn)之內(nèi)，而ERS2000系列每分鐘轉(zhuǎn)速可達到5000-6000轉(zhuǎn)，更加快速。超高的線速度產(chǎn)生的剪切力，使物料瞬間細化分散，從而獲得更高品質(zhì)的產(chǎn)品。

ERS2000系列無機納米材料分散機與同類設(shè)備的對比：

1、發(fā)熱問題。同類設(shè)備在加工過程中，高粘物料進入腔體后，因背壓力大而輸送效果差，導(dǎo)致物料在設(shè)備腔體中停留時間過長而導(dǎo)致嚴重發(fā)熱。ERS2000系列設(shè)備在確保效果的基礎(chǔ)上，減小了背壓阻力，提高了輸送能力，減少了停留時間，降低了物料發(fā)熱的狀況。

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2、多層多向剪切分散。同類設(shè)備定、轉(zhuǎn)子等部件結(jié)構(gòu)單一，多級多層的結(jié)構(gòu)只是單純的重復(fù)性加工，相同的齒槽結(jié)構(gòu)易發(fā)生物料未經(jīng)分散便通過工作腔的短路現(xiàn)象。ERS2000系列定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)采用多層多向剪切的概念，裝配式結(jié)構(gòu)使物料得到不同方向的剪切分散，杜絕短路現(xiàn)象，超細分散更加*。

ERS2000系列無機納米材料分散機與普通分散設(shè)備比較：

1、轉(zhuǎn)速和剪切力： 普通分散機，3000/4700RPM直聯(lián)電機的轉(zhuǎn)速決定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 線速度：V=3.14X0.55X3000/60=9M/S V=3.14X0.55X4700/60=14M/S 作用力：F=9/0.3X1000-=30000S-1 F=14/0.3X1000=42000S-1 ERS2000產(chǎn)品系列，9000/14000RPM通過皮帶加速 線速度：V= 3.14X0.055X90000/60=26M/S V=3.14X0.055X14000/60=44M/S 作用力：F=23/0.2X1000=115000S-1 F=40/0.2/X1000=200000S-1 作用力是乳化和均質(zhì)的重要因素，后者相當(dāng)于是前者的4-5倍

2、設(shè)備設(shè)計構(gòu)造： 普通分散機，臥室直聯(lián)結(jié)構(gòu)，運行時間長，容易造成軸的偏心，運轉(zhuǎn)不正常，需要專業(yè)的人員拆開內(nèi)部結(jié)構(gòu)更換。而且需要更換損害的乳化頭及軸。 納米材料分散機ERS2000產(chǎn)品系列，立式分體結(jié)構(gòu)，運行時間長，不易造成軸的偏心，容易更換，而且只要更換相應(yīng)的皮帶，一般的人員可以操作。

3、密封：普通分散機，填料密封或骨架密封，單機械密封或軸封，泄漏故障率高，產(chǎn)品泄漏進入馬達，造成馬達燒毀 納米材料分散機ERS2000產(chǎn)品系列，雙機械密封，易于清洗，將泄漏降至zui低，可24小時不停運轉(zhuǎn)，特殊德國PDFG軸封，可以運行10000小時，可選擇德國高品質(zhì)機械密封，在一般的情況下，我們的機械密封可以zui大承受16bar壓力，根據(jù)機械密封的壓力一般要高于密封腔體的壓力2-3bar,這就決定我們的入口zui大壓力可以達到12-13bar。

4、產(chǎn)品效果： 普通乳化機，粒徑細度有限，10微米以下較困難，重復(fù)性差，產(chǎn)品粒徑分布不均勻 納米材料分散機ERS2000產(chǎn)品系列，可實現(xiàn)0.1-1微米的顆粒加工，粒徑分布均勻，納米級分散乳化

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