NdYAG透明激光陶瓷粉体的喷雾造粒制备及性能研究(2)
1.3 喷雾造粒工艺的优点
残余孔隙，晶界杂质，掺杂分离和光散射仍然存在于陶瓷材料中，这些缺陷导致YAG透明陶瓷的光学质量通常略逊于单晶体[8]。通常来说，在固相反应法中，原料粉末的凝聚是一种不可避免的问题，这也导致了在陶瓷成型前会存在主要组织的缺陷和烧结后会产生残留孔隙或者第二相[9]。同时，他们的流变性较差，较差的填充性也抑制了在模具中的充分填充，尤其对于那些大尺寸，形状复杂或者复合结构来说，一旦发生意外，将导致不规律的收缩变形，甚至产生严重的破裂[10-11]。
所以为了获得良好的流变性与填充性，就得阻止原料的凝聚，喷雾干燥法就是一种非常好的方法，已经在制造干燥食品、肥料、氧化物陶瓷和药品中被证实[12-13]。它可以有效地将液体或者悬浮液制成干燥的粉末。这是一种较为经济迅捷的方法，并且产生的粉体颗粒纯度高，球形较好，成型后无相对单分散。同时，
原材料的粉末被研磨并分散在液体介质中会形成一种均匀的悬浮液，从而避免了再混合时不同的原料需再次均匀混合，因此促进了上述固相反应烧结[14-15]。因此，喷雾干燥制成的粉体颗粒是具有良好的流变性和较好的同质性。
1.4 喷雾造粒工艺过程概述
喷雾造粒使用的是喷雾干燥法，通过这种方法制备出来的造粒粉体颗粒尺寸均匀并且具有良好的球形形态，喷雾干燥法原理是通过细管将很小的液滴输送到雾化器中，再通过迅速的加热使液滴转化为颗粒，实际是液滴内部溶剂蒸发和材料发生自行组装的过程。喷雾干燥法使用到的设备主要有三个部分，分别为雾化器、溶剂蒸发器和粒子收集器。因此，工艺过程主要也是三个部分为雾化、液滴-颗粒转化和粒子的收集。
1.4.1 雾化
雾化是决定最后制成的颗粒尺寸大小的重要一步。在这一个步骤中，会将浆料通过仪器输送到雾化器中,雾化器会将浆料转化成液滴的形式。形成液滴的过程需要一些特定的方法，这些方法的实质是使浆料在特定的温度下形成液滴。一般的雾化过程会伴有一些辅助驱动力，一般使用的有超声能量、静电、压力和离心。通过上述的驱动力会使产生的液滴比较均匀，并且成本比较低廉。通过上述的驱动力还能决定液滴的尺寸。这些驱动力被安装在雾化器中，因此就有旋转磁盘雾化器、双流体喷嘴雾化器和超声波雾化器等。
1.4.2 液滴-颗粒的转化
在雾化过程结束后，进行的就是液滴-颗粒的转化过程。这也是非常重要的一个步骤，在这个步骤中会蒸发掉液滴中的溶剂使液滴转化为颗粒。雾化后的液滴会跟随仪器内部的气流进入到转化室，气流载体一般使用空气、惰性气体、热气体或蒸汽，具体视液滴的化学组成而决定，在转化室内液滴中的溶剂会被蒸发，而溶质会被冷凝从而最终形成颗粒。
在液滴-颗粒的转化阶段中会通过三种方法尽可能的去除掉液滴中的溶剂，三种方法分别是(1)通过加热气流载体在传送过程中热处理液滴使其中的溶剂蒸发(2)在反应室中通过加热炉体或者反应堆热处理使液滴中的溶剂进一步蒸发(3)使用扩散干燥过程使液滴中的溶剂进一步蒸发。
1.4.3 粒子的收集
在完成了雾化和液滴-颗粒转化后，就进入了最后的颗粒粒子的收集阶段。通过前两个过程后，液滴会转化成无溶剂颗粒，根据颗粒的尺寸和质量会选择不同的方法进行收集，一般有对气旋、过滤袋、或电场除尘器。
1.5 研究的目的与内容
1.5.1 研究的目的
众所周知，浆料悬浮液的属性（密度，粘度，表面张力等）比工艺条件（温度，流量，干燥速度和热风进出速度）在生产各种形状和尺寸大小的产品中扮演着重要的角色，虽然喷涂过程是由以上诸多的复杂因素交织组成的[16]。另外，浆料悬浮液中的固体含量是直接关系到它的密度、表面张力尤其是粘度的一个重要因素，并且在很大程度上能确定该浆料悬浮液的状态[17]。
下一篇：PLC自动汽车生产流水线系统设计