ໂບຣອນໄນໄຕຣດຫົກຫຼ່ຽມ (h-BN), ເຊິ່ງເອີ້ນກັນວ່າ ແກຣໄຟດ໌ສີຂາວ, ເປັນວັດສະດຸເຊລາມິກຊັ້ນໆທີ່ມີຄວາມໝັ້ນຄົງທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດ, ຄວາມບໍ່ໝັ້ນຄົງທາງເຄມີ, ຄຸນສົມບັດການຫຼໍ່ລື່ນ, ແລະ ຄຸນສົມບັດການສນວນທີ່ດີເລີດ. ມັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກ, ວັດສະດຸປະສົມ, ນໍ້າມັນຫລໍ່ລື່ນ, ແລະ ການນໍາໃຊ້ການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນການນໍາໃຊ້ລະດັບສູງຫຼາຍຢ່າງ - ເຊັ່ນ: ວັດສະດຸ nanocomposite ຫຼື ການເຄືອບປະສິດທິພາບສູງ - h-BN ຈໍາເປັນຕ້ອງຖືກບົດໃຫ້ລະອຽດເຖິງລະດັບ submicron (ຂະໜາດອະນຸພາກ <1 μm) ເພື່ອເພີ່ມພື້ນທີ່ຜິວສະເພາະຂອງມັນ ແລະ ປັບປຸງການກະຈາຍຕົວ.
ວິທີການບົດແບບດັ້ງເດີມເຊັ່ນ: ການບົດດ້ວຍລູກບານ ຫຼື ການບົດດ້ວຍຄ້ອນຕີ ມັກຈະມີບັນຫາໃນການຄວບຄຸມການແຈກຢາຍຂະໜາດຂອງອະນຸພາກ ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ຜະລິດຕະພັນບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີ ຫຼື ການປົນເປື້ອນຮ້າຍແຮງ.
ເຄື່ອງບົດປະເພດອາກາດແມ່ນອຸປະກອນບົດທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ແລະ ລະອຽດອ່ອນ ເຊິ່ງປະສົມປະສານການບົດດ້ວຍຜົນກະທົບທາງກົນຈັກເຂົ້າກັບການຈັດປະເພດອາກາດແບບໄດນາມິກ. ມັນຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດຄວບຄຸມຂະໜາດຂອງອະນຸພາກໄດ້ຢ່າງແມ່ນຍຳ ແລະ ເໝາະສົມໂດຍສະເພາະສຳລັບວັດສະດຸທີ່ອ່ອນນຸ້ມເຊັ່ນ h-BN (ຄວາມແຂງຂອງ Mohs ≈1–2). ໂດຍການປັບປຸງພາລາມິເຕີ, ເຄື່ອງບົດປະເພດອາກາດສາມາດຫຼຸດຜ່ອນວັດຖຸດິບ h-BN ລົງເປັນ D97 < 10 μm, ແລະ ແມ່ນແຕ່ເຂົ້າໃກ້ລະດັບ submicron (D50 ≈ 0.5–1 μm). ບົດຄວາມນີ້ລາຍລະອຽດກ່ຽວກັບຫຼັກການ, ຂັ້ນຕອນການດຳເນີນງານ, ພາລາມິເຕີທີ່ສຳຄັນ, ແລະ ຂໍ້ຄວນລະວັງສຳລັບການບັນລຸການບົດປະເພດ submicron ຂອງ Hexagonal Boron Nitride ໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງບົດປະເພດ.
ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງ ເຄື່ອງຈັດປະເພດອາກາດ
ຫຼັກຂອງໂຮງສີແຍກປະເພດແມ່ນລະບົບການບົດ ແລະ ການຈັດປະເພດແບບປະສົມປະສານ. ຍົກຕົວຢ່າງ ACM ທົ່ວໄປ, ອົງປະກອບຫຼັກຂອງມັນປະກອບມີທາງເຂົ້າຂອງອາຫານ, ຫ້ອງບົດ, rotor (ມີຄ້ອນຕີ ຫຼື ເຂັມ), ລໍ້ແຍກປະເພດ ແລະ ພັດລົມ. ຂະບວນການເຮັດວຽກມີດັ່ງນີ້:
ການໃຫ້ອາຫານ ແລະ ການບົດເບື້ອງຕົ້ນ:
ວັດຖຸດິບ h-BN (ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນເກັດ ຫຼື ຜົງຂະໜາດໄມຄຣອນ) ເຂົ້າສູ່ຫ້ອງບົດຜ່ານຕົວປ້ອນສະກູ. ແຜ່ນໝູນຄວາມໄວສູງ (ຄວາມໄວສູງເຖິງຫຼາຍພັນ rpm) ສ້າງແຮງກະທົບທາງກົນຈັກ ແລະ ແຮງຕັດ, ທຳລາຍອະນຸພາກເມື່ອປະທະກັນ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ກະແສລົມຄວາມໄວສູງ (ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນອາກາດ ຫຼື ອາຍແກັສທີ່ບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາ) ນຳເອົາອະນຸພາກ, ສ້າງຄວາມວຸ້ນວາຍທີ່ເສີມຂະຫຍາຍການປະສົມພັນຕື່ມອີກ.
ການຈັດປະເພດອາກາດ:
ອະນຸພາກພື້ນດິນຈະຖືກພັດຜ່ານກະແສລົມເຂົ້າໄປໃນເຂດລໍ້ຂອງຕົວຈັດປະເພດ. ລໍ້ຂອງຕົວຈັດປະເພດທີ່ຂັບເຄື່ອນຢ່າງເປັນອິດສະຫຼະຈະໝູນດ້ວຍຄວາມໄວສູງ, ສ້າງແຮງໜີສູນກາງ. ອະນຸພາກລະອຽດ (ຂະໜາດຊັບໄມຄຣອນ) ຜ່ານລໍ້ຂອງຕົວຈັດປະເພດພ້ອມກັບກະແສລົມ ແລະ ເຂົ້າສູ່ລະບົບການເກັບກຳ, ໃນຂະນະທີ່ອະນຸພາກຫຍາບຈະຖືກໂຍນກັບຄືນສູ່ຫ້ອງບົດເພື່ອຫຼຸດຂະໜາດລົງຕື່ມອີກ. ການໝູນວຽນຂອງວົງຈອນປິດນີ້ຮັບປະກັນການແຈກຢາຍຂະໜາດອະນຸພາກທີ່ແຄບລົງ ແລະ ປ້ອງກັນທັງການບົດເກີນ ແລະ ການບົດຕ່ຳ.
ຄໍເລັກຊັນຜະລິດຕະພັນ:
ຜົງລະອຽດຖືກເກັບກຳຜ່ານຕົວແຍກໄຊໂຄລນ ຫຼື ຕົວກອງຖົງ, ໃນຂະນະທີ່ອາຍແກັສໄອເສຍຖືກປ່ອຍອອກຜ່ານພັດລົມ. ຂະບວນການທັງໝົດເກີດຂຶ້ນໃນອຸນຫະພູມອາກາດອ້ອມຂ້າງ ຫຼື ອຸນຫະພູມຕໍ່າ, ເຮັດໃຫ້ມັນເໝາະສົມກັບວັດສະດຸທີ່ລະອຽດອ່ອນຕໍ່ຄວາມຮ້ອນເຊັ່ນ h-BN.
ເມື່ອປຽບທຽບກັບໂຮງສີນ້ຳໜັກ, ໂຮງສີຈຳແນກປະເພດໃຊ້ພະລັງງານໜ້ອຍກວ່າ 30–50% ແລະ ເໝາະສົມກວ່າສຳລັບການຜະລິດຂະໜາດກາງຫາຂະໜາດໃຫຍ່. ໂຄງສ້າງຊັ້ນຂອງ h-BN ເຮັດໃຫ້ມັນງ່າຍຕໍ່ການຂັດ, ແຕ່ມັນຍັງມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະສ້າງການລວມຕົວກັນຂອງໄຟຟ້າສະຖິດ. ການກະຈາຍຕົວດ້ວຍອາກາດໃນໂຮງສີຈຳແນກປະເພດມີປະສິດທິພາບໂດຍສະເພາະໃນເລື່ອງນີ້.
ຂັ້ນຕອນໃນການບັນລຸ Submicron ການບົດລະອຽດພິເສດ ຂອງ ໂບຣອນໄນໄຕຣດຫົກຫລ່ຽມ
ຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນຂັ້ນຕອນການດຳເນີນງານຕົວຈິງສຳລັບການບົດ h-BN ໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງແຍກປະເພດອາກາດ. ສົມມຸດວ່າໃຊ້ອຸປະກອນຫ້ອງທົດລອງ ຫຼື ອຸດສາຫະກຳ ແລະ ຜົງ h-BN ທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ (>99%) ທີ່ມີຂະໜາດອະນຸພາກເບື້ອງຕົ້ນ 10–50 μm.
ການກະກຽມວັດຖຸດິບ
ເລືອກ h-BN ທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການປົນເປື້ອນຈາກສິ່ງເຈືອປົນ (ເຊັ່ນ: ໄອອອນໂລຫະ).
ການປຸງແຕ່ງກ່ອນ: ການອົບໃຫ້ແຫ້ງ (ອົບໃນເຕົາອົບ 105°C ເປັນເວລາ 2–4 ຊົ່ວໂມງ) ແລະ ການກອງ (ຜ່ານຕາໜ່າງ 100 ເພື່ອເອົາກ້ອນຫີນຂະໜາດໃຫຍ່ອອກ).
ຖ້າ h-BN ມີຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ, ໃຫ້ເກັບຮັກສາໄວ້ພາຍໃຕ້ບັນຍາກາດທີ່ບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາ (ເຊັ່ນ: ໄນໂຕຣເຈນ).
ການຕັ້ງຄ່າອຸປະກອນ
ຕິດຕັ້ງຊັ້ນໃນທີ່ທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່ (ເຊລາມິກ ຫຼື ໂພລີຢູຣີເທນ) ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການຂັດຖູເນື່ອງຈາກລັກສະນະການຫລໍ່ລື່ນຂອງ h-BN.
ເລືອກປະເພດ rotor: rotors ປະເພດ pin ແມ່ນແນະນໍາໃຫ້ໃຊ້ສໍາລັບ h-BN ເພື່ອເພີ່ມການຂັດຂອງແຮງຕັດ.
ຕັ້ງຄ່າລະບົບອາຍແກັສ: ໃຊ້ອາກາດບີບອັດແຫ້ງ ຫຼື ໄນໂຕຣເຈນ; ຄວບຄຸມອັດຕາການໄຫຼຢູ່ທີ່ 2000–5000 cfm ເພື່ອປ້ອງກັນການຜຸພັງ.
ການເພີ່ມປະສິດທິພາບພາລາມິເຕີ
ຄວາມໄວຂອງ rotor: ເລີ່ມຕົ້ນທີ່ 5000–8000 rpm; ຄ່ອຍໆເພີ່ມຂຶ້ນຕາມຄວາມລະອຽດເປົ້າໝາຍ. ຄວາມໄວສູງມັກຂະໜາດ submicron, ແຕ່ອຸນຫະພູມຂອງຈໍສະແດງຜົນ (h-BN ທົນທານຕໍ່ຄວາມຮ້ອນ, ແຕ່ຄວາມຮ້ອນຫຼາຍເກີນໄປອາດຈະປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງ).
ຄວາມໄວລໍ້ຂອງຕົວຈັດປະເພດ: ສາມາດປັບໄດ້ຢ່າງອິດສະຫຼະ, ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນ 3000–6000 rpm. ຄວາມໄວຕ່ຳຊ່ວຍໃຫ້ຄວາມລະອຽດລະອຽດຜ່ານໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ (ບັນລຸ D50 < 1 μm); ຄວາມໄວສູງຈະເຮັດໃຫ້ຂະໜາດຂອງການຕັດດ້ານເທິງແຄບລົງ ແລະ ຫຼີກລ່ຽງການຜະລິດຄວາມລະອຽດຂະໜາດນາໂນຫຼາຍເກີນໄປ.
ອັດຕາການໃຫ້ອາຫານ: 0.5–2 ກິໂລກຣາມ/ຊົ່ວໂມງ (ມາດຕະຖານຫ້ອງທົດລອງ) ເພື່ອປ້ອງກັນການໂຫຼດເກີນ ແລະ ການອຸດຕັນ.
ອັດຕາສ່ວນອາຍແກັສຕໍ່ຂອງແຂງ: 10:1 ຫາ 20:1 ເພື່ອຮັບປະກັນການກະຈາຍອະນຸພາກທີ່ດີ.
ຂະໜາດຂອງອະນຸພາກເປົ້າໝາຍ: ຕິດຕາມດ້ວຍການກະຈາຍແສງເລເຊີ; ປັບໃຫ້ຢູ່ທີ່ D97 < 5 μm ແລະ D50 ≈ 0.5–1 μm (ລະດັບຊັບໄມຄຣອນ).
ການປະຕິບັດການຂັດ
ເປີດພັດລົມ ແລະ ລໍ້ແຍກປະເພດ; ເປີດອຸປະກອນໃຫ້ຮ້ອນກ່ອນປະມານ 5–10 ນາທີ.
ຄ່ອຍໆໃສ່ວັດຖຸດິບ h-BN ພ້ອມທັງຕິດຕາມຄວາມດັນ ແລະ ອຸນຫະພູມ (ຮັກສາໃຫ້ຕ່ຳກວ່າ 80°C).
ແລ່ນປະມານ 1–2 ຊົ່ວໂມງ, ເກັບຕົວຢ່າງເປັນໄລຍະເພື່ອກວດສອບການແຈກຢາຍຂະໜາດຂອງອະນຸພາກ. ເພີ່ມເວລາການໄຫຼວຽນຄືນຖ້າການແຈກຢາຍກວ້າງຂວາງ.
ການປະມວນຜົນຫຼັງການປະມວນຜົນ
ເຮັດໃຫ້ຜົງທີ່ເກັບມາແຫ້ງພາຍໃຕ້ສູນຍາກາດ ຫຼື ໃນອຸນຫະພູມຕໍ່າ.
ສຳລັບການຂັດຜິວຕື່ມອີກ ຫຼື ການກະຈາຍທີ່ດີຂຶ້ນ, ໃຫ້ໃຊ້ການປິ່ນປົວດ້ວຍ ultrasonic ຫຼື ການດັດແປງພື້ນຜິວ (ເຊັ່ນ: ຕົວແທນເຊື່ອມຕໍ່ເພື່ອປ້ອງກັນການລວມຕົວກັນຄືນໃໝ່).
ໂດຍການໃຊ້ຂັ້ນຕອນຂ້າງເທິງນີ້, ຜົນຜະລິດຮອບດຽວສາມາດເກີນ 80%. ປະລິມານການຜະລິດແມ່ນຂຶ້ນກັບຂະໜາດອຸປະກອນ (1–10 kg/h ສຳລັບໜ່ວຍຫ້ອງທົດລອງ, ຫຼາຍຮ້ອຍ kg/h ສຳລັບໜ່ວຍອຸດສາຫະກຳ).
ພາລາມິເຕີຫຼັກ ແລະ ຄຳແນະນຳກ່ຽວກັບການເພີ່ມປະສິດທິພາບ
- ການຄວບຄຸມຂະຫນາດຂອງອະນຸພາກພຶດຕິກຳການລອກອອກຂອງ h-BN ຊ່ວຍໃຫ້ການບົດລະອຽດ, ແຕ່ແຮງລະຫວ່າງຊັ້ນທີ່ອ່ອນແອມັກຈະເຮັດໃຫ້ເກີດເມັດເລືອດຂາວແທນທີ່ຈະເປັນຮູບຮ່າງກົມ. ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຄວາມໄວຂອງລໍ້ຕົວຈັດປະເພດສາມາດບັນລຸການແຈກຢາຍທີ່ແຄບ (SPAN < 1.5).
- ການໃຊ້ພະລັງງານ ແລະ ປະສິດທິພາບໂຮງສີປະເພດປົກກະຕິແລ້ວໃຊ້ພະລັງງານ 200–500 kWh/t, ຕໍ່າກວ່າການໂຮງສີລູກບານຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ (>1000 kWh/t). ການໃຊ້ກະແສອາຍແກັສທີ່ອຸນຫະພູມຕ່ຳສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບໄດ້ 15–20%.
- ປັດໄຈທີ່ມີອິດທິພົນຄວາມຊຸ່ມຊື່ນຂອງອາຫານ >1% ເຮັດໃຫ້ເກີດການຈັບຕົວກັນ; ສິ່ງເສດເຫຼືອແຂງຕ້ອງໄດ້ຮັບການກຳຈັດອອກກ່ອນ. ການທົດລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າທຸກໆການເພີ່ມຄວາມໄວຂອງ rotor 1000 rpm ສາມາດຫຼຸດຂະໜາດອະນຸພາກໂດຍສະເລ່ຍໄດ້ 20–30%.
- ສິ່ງທ້າທາຍຂອງ Submicronເຄື່ອງແຍກປະເພດມາດຕະຖານສາມາດບັນລຸໄດ້ 5–10 μm ຢ່າງໜ້າເຊື່ອຖື. ເພື່ອໃຫ້ບັນລຸໄດ້ <1 μm ຢ່າງສະໝໍ່າສະເໝີ, ໃຫ້ພິຈາລະນາຮູບແບບທີ່ໄດ້ຮັບການປັບປຸງ (ເຊັ່ນ: Mikro e-ACM) ຫຼື ລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນເສີມ.
ຂໍ້ຄວນລະວັງ ແລະ ບັນຫາທີ່ອາດເກີດຂຶ້ນ
- ຄວາມປອດໄພ: ປະລິມານຝຸ່ນ submicron h-BN ສູງ - ໃຫ້ໃສ່ອຸປະກອນປ້ອງກັນສ່ວນຕົວທີ່ເໝາະສົມ. ໃຊ້ອາຍແກັສ inert ເພື່ອປ້ອງກັນອັນຕະລາຍຈາກການຜຸພັງ ຫຼື ການລະເບີດ.
- ການບຳລຸງຮັກສາອຸປະກອນ: ເຖິງແມ່ນວ່າການຫຼໍ່ລື່ນຂອງ h-BN ຈະຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການສວມໃສ່, ແຕ່ໃຫ້ກວດກາຊັ້ນໃນ ແລະ ລໍ້ເຄື່ອງຈັດປະເພດເປັນປະຈຳ. ທຳຄວາມສະອາດດ້ວຍແປງແຫ້ງ ຫຼື ລົມອັດ; ຫຼີກລ່ຽງການລ້າງດ້ວຍນ້ຳ.
- ການພິຈາລະນາດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມຮັບປະກັນການລະບາຍອາກາດ ແລະ ການກັ່ນຕອງທີ່ເໝາະສົມເພື່ອຕອບສະໜອງລະບຽບການກ່ຽວກັບຝຸ່ນ ແລະ ສຽງລົບກວນ.
- ການຄວບຄຸມຄຸນນະພາບໃຊ້ SEM ເພື່ອສັງເກດຮູບຮ່າງ ແລະ XRD ເພື່ອຢືນຢັນວ່າໂຄງສ້າງຜລຶກຍັງຄົງບໍ່ປ່ຽນແປງ. ໂຄງສ້າງ submicron h-BN ມັກຈະລວມຕົວກັນຄືນໃໝ່; ໃຫ້ຕື່ມສານຕ້ານການຈັບຕົວເປັນກ້ອນໃນລະຫວ່າງການເກັບຮັກສາ.
- ຂໍ້ຈຳກັດສຳລັບຂະໜາດນາໂນທີ່ແທ້ຈິງ (<100 nm), ເຄື່ອງຕັດແບບຈຳແນກປະເພດອາດຈະບໍ່ພຽງພໍ—ພິຈາລະນາວິທີການຕັດດ້ວຍເຄື່ອງເຈາະດ້ວຍລັງສີ ຫຼື ວິທີການຕັດດ້ວຍລູກບານປະສົມແທນ.
ສະຫຼຸບ
ການໃຊ້ເຄື່ອງບົດແບບຈຳແນກປະເພດເພື່ອໃຫ້ໄດ້ການບົດລະອຽດຂອງ Hexagonal Boron Nitride ໃນປະລິມານ submicron ເປັນວິທີການທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ຊັດເຈນທີ່ຊ່ວຍປັບປຸງຄວາມສະໝໍ່າສະເໝີ ແລະ ຄວາມບໍລິສຸດຂອງຜົງ ພ້ອມທັງຫຼຸດຜ່ອນຕົ້ນທຶນການຜະລິດ. ດ້ວຍຄວາມກ້າວໜ້າໃນເຕັກໂນໂລຊີອຸປະກອນ - ເຊັ່ນ: ການຄວບຄຸມ PLC ແບບປະສົມປະສານ ແລະ ການຕິດຕາມກວດກາແບບເວລາຈິງ - ເຄື່ອງບົດແບບຈຳແນກປະເພດຈະມີບົດບາດສຳຄັນເພີ່ມຂຶ້ນໃນການປຸງແຕ່ງ h-BN. ໃນການນຳໃຊ້ຕົວຈິງ, ແນະນຳໃຫ້ດຳເນີນການທົດລອງຂະໜາດນ້ອຍເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງພາລາມິເຕີຕາມຄວາມຕ້ອງການວັດຖຸດິບ ແລະ ເປົ້າໝາຍສະເພາະ. ໃນອະນາຄົດ, ເຄື່ອງບົດແບບຈຳແນກປະເພດລວມກັບອັລກໍຣິທຶມການເພີ່ມປະສິດທິພາບທີ່ອີງໃສ່ AI ຄາດວ່າຈະພັດທະນາການນຳໃຊ້ h-BN ໃນຂົງເຂດເຕັກໂນໂລຊີທີ່ທັນສະໄໝ.
"ຂໍຂອບໃຈສໍາລັບການອ່ານ. ຂ້າພະເຈົ້າຫວັງວ່າບົດຄວາມຂອງຂ້ອຍຈະຊ່ວຍໄດ້. ກະລຸນາຂຽນຄໍາເຫັນຂ້າງລຸ່ມນີ້. ທ່ານອາດຈະຕິດຕໍ່ກັບຕົວແທນລູກຄ້າອອນໄລນ໌ຂອງ Zelda ສໍາລັບການສອບຖາມເພີ່ມເຕີມ."
— ປະກາດໂດຍ Emily Chen
