Оксид алюмінію – один із найпоширеніших неорганічних матеріалів на Землі та водночас один із найцінніших з точки зору промислового застосування. Залежно від ступеня чистоти, оксид алюмінію поділяють на матеріали високої і технічної чистоти. Чистий оксид алюмінію є основним матеріалом для отримання монокристалів лейкосапфіру, які використовують у мікроелектроніці, сонячних панелях, світлодіодах і лазерах. Технічна форма цього з’єднання знаходить застосування в металургії, газовій та хімічній промисловостях, особливо у вигляді дрібнодисперсного порошку для виготовлення вогнетривкої кераміки та абразивних речовин.

Традиційні методи подрібнення оксиду алюмінію

На початковій стадії виробництва спочатку отримують технічний оксид алюмінію у вигляді грубих кристалів, які потребують подальшого подрібнення до необхідного розміру зерна залежно від галузі застосування. Для виготовлення абразивних інструментів, наприклад, потрібні фракції в межах 50–500 мкм, для паст і полірувальних емульсій – у десятки разів менші, до 1 мкм і менше. Саме тому в процесі виробництва застосовуються різні типи подрібнення – первинне грубе та тонке або ультратонке.

Грубе подрібнення зазвичай здійснюється валковими дробарками, але вже на цьому етапі виникає проблема нерівномірності фракцій. Далі використовуються кульові або вібраційні млини для середнього та тонкого подрібнення, однак вони мають низку обмежень: високий рівень енергоспоживання, зношування робочих елементів, тривалі цикли подрібнення, а також тенденцію до агрегації частинок при досягненні розміру нижче 10 мікрон. Особливо складно досягти стабільної субмікронної дисперсності при виготовленні полірувальних паст. Також кульові млини не забезпечують достатнього контролю за формою частинок – отримані порошки часто мають неправильну геометрію, що негативно впливає на ефективність шліфування.

Альтернативна технологія АВС-п для виробництва мікропорошків

Альтернативою цим методам є технологія обробки електромагнітним вихровим шаром, яка реалізована в установці типу АВС-П від компанії GlobeCore. Установка АВС-п створює унікальні умови для глибокого диспергування частинок оксиду алюмінію завдяки одночасному впливу інтенсивних ударних, зсувних і турбулентних сил, які виникають при обертанні феромагнітних частинок у змінному електромагнітному полі. Завдяки цьому забезпечується рівномірне подрібнення оксиду алюмінію до мікронних розмірів за лічені хвилини. При цьому не утворюються тверді агломерати, а форма частинок зберігається ближчою до ізометричної, що покращує кінцеві властивості абразивів. Важливо, що АВС-п може працювати як у сухому, так і у рідинному середовищі, даючи змогу оптимізувати процес залежно від кінцевого призначення порошку.

Переваги використання АВС-п для подрібнення оксиду алюмінію

• Багатофункціональність. Апарати можуть одночасно диспергувати, гомогенізувати та активувати оброблювані речовини. Усі процеси протікають одночасно в одній робочій камері.
• Інтенсифікація. Досягнення потрібної дисперсності можливе за лічені хвилини, що менше в порівнянні з промисловими млинами та скорочує цикл обробки.
• Економічність. Апарат споживає не більше 10 кВт активної потужності, що дозволяє економити електроенергію.
• Мінімальні витрати на обслуговування. Конструкція апарату є надійною, єдиним витратним матеріалом є дешеві феромагнітні частинки, а строк служби апарату досягає 30-40 років навіть за умов інтенсивного використання.
• Універсальність. Апарат підходить для лабораторного, дослідницького та дрібносерійного промислового виробництва.