Jenis dan Aplikasi Teknologi Sferoidisasi Serbuk
Teknologi sferoidisasi serbuk, komponen penting dalam industri dan sains modern, dapat meningkatkan karakteristik permukaan dan sifat fisik serbuk, mengoptimalkan kinerja material, dan memenuhi persyaratan multifungsi. Saat ini, teknologi sferoidisasi serbuk telah merambah berbagai bidang, termasuk farmasi, pangan, kimia, perlindungan lingkungan, material, metalurgi, dan pencetakan 3D.
Teknologi penyiapan serbuk sferoid melibatkan berbagai disiplin ilmu, termasuk keahlian di bidang kimia, ilmu material, dan teknik. Di bawah ini, kami akan membahas berbagai teknologi yang terlibat dalam sferoidisasi serbuk.
Metode Pembentukan Mekanis
Metode pembentukan mekanis terutama memanfaatkan serangkaian gaya mekanis, seperti tumbukan, gesekan, dan geser, untuk mengubah bentuk dan menyerap partikel secara plastis. Pemrosesan berkelanjutan menghasilkan partikel yang lebih padat, dan tepi yang tajam secara bertahap dihaluskan dan dibulatkan oleh gaya tumbukan. Metode pembentukan mekanis memanfaatkan mesin giling tumbukan berkecepatan tinggi, mesin giling pengaduk media, dan peralatan penggilingan lainnya untuk menghasilkan material serbuk halus. Dikombinasikan dengan penggilingan kering dan basah, metode ini menghasilkan material serbuk dengan ukuran partikel yang lebih halus, distribusi ukuran partikel yang lebih sempit, dan laju sferoidisasi tertentu.
Pembentukan mekanis banyak digunakan dalam sferoidisasi dan pembentukan partikel grafit alami, grafit buatan, dan semen. Metode ini juga cocok untuk menghancurkan dan menghaluskan serbuk logam atau paduan yang rapuh. Pembentukan mekanis memanfaatkan beragam bahan baku berbiaya rendah, memanfaatkan sepenuhnya sumber daya yang ada. Metode ini menawarkan keunggulan seperti kesederhanaan, ramah lingkungan, dan skalabilitas industri. Namun, metode ini tidak terlalu selektif dalam hal material, dan tidak dapat menjamin kesferisan, densitas tap, dan rendemen partikel yang diproses. Oleh karena itu, metode ini hanya cocok untuk menghasilkan serbuk bulat dengan persyaratan kualitas yang lebih rendah.
Pengeringan Semprot
Pengeringan semprot melibatkan atomisasi zat cair menjadi tetesan, yang kemudian diuapkan dengan cepat dalam aliran udara panas, memadat menjadi partikel padat. Keunggulan pengeringan semprot terletak pada kesederhanaannya dan kemudahan dalam mengontrol sifat produk. Metode ini terutama digunakan dalam bidang bahan peledak dan baterai militer.
Reaksi Kimia Fase Gas
Reaksi kimia fase gas menggunakan bahan baku gas (atau menguapkan bahan baku padat menjadi gas) untuk menghasilkan senyawa yang diinginkan melalui reaksi kimia. Senyawa ini kemudian dikondensasikan dengan cepat untuk menghasilkan bubuk bulat ultrahalus dari berbagai zat.
Metode Hidrotermal
Metode hidrotermal menggunakan reaktor dalam kondisi suhu dan tekanan tinggi, menggunakan air atau pelarut organik sebagai media reaksi untuk reaksi kimia. Ukuran partikel dapat dikontrol secara efektif dengan menyesuaikan parameter seperti suhu hidrotermal, waktu hidrotermal, pH, dan konsentrasi larutan.
Metode Presipitasi
Metode presipitasi menggabungkan ion logam dengan presipitan spesifik melalui reaksi kimia dalam larutan, menghasilkan partikel koloid semi-padat yang sangat kecil dan membentuk suspensi yang stabil. Selanjutnya, dengan menyesuaikan kondisi reaksi presipitasi lebih lanjut, seperti penuaan statis, pengadukan lambat, atau perubahan lingkungan larutan, partikel-partikel koloid ini secara bertahap beragregasi dan tumbuh menuju bentuk bulat, membentuk endapan bulat primer. Endapan yang dihasilkan kemudian dikeringkan atau dikalsinasi untuk menghasilkan material bubuk bulat.
Metode Sol-Gel
Metode sol-gel biasanya melibatkan tiga tahap: preparasi sol, pembentukan gel, dan pembentukan bubuk sferis. Perlakuan panas dapat lebih meningkatkan struktur dan sifat bubuk sferis, memungkinkan kontrol ukuran dan morfologi partikel yang presisi.
Metode Mikroemulsi
Metode mikroemulsi adalah metode preparasi sistem dua fase cair-cair. Metode ini melibatkan penambahan pelarut organik yang mengandung prekursor terlarut ke dalam fase air untuk membentuk emulsi yang mengandung tetesan-tetesan kecil. Partikel sferis kemudian dibentuk melalui nukleasi, koalesensi, aglomerasi, dan perlakuan panas. Metode mikroemulsi banyak digunakan dalam preparasi nanopartikel dan material komposit organik-anorganik.
Sferoidisasi Plasma
Dengan pesatnya perkembangan teknologi tinggi dan kebutuhan mendesak akan nanomaterial baru serta proses preparasi yang inovatif, penelitian dan penerapan kimia plasma semakin mendapat perhatian. Sferoidisasi plasma, yang dicirikan oleh suhu tinggi, entalpi tinggi, reaktivitas kimia tinggi, serta atmosfer dan suhu reaksi yang terkendali, ideal untuk menghasilkan bubuk sferis dengan kemurnian tinggi dan partikel kecil.
Metode lain meliputi deflagrasi, Peletisasi Api Pembakaran Gas, Atomisasi Ultrasonik, Atomisasi Sentrifugal, pemotongan kawat, pelubangan, dan peleburan ulang, serta penyemprotan mikropori berdenyut.