Dirección de investigación y desarrollo de Gai Guosheng

El polvo es una colección de pequeñas partículas sólidas distribuidas en la naturaleza y en la vida diaria. En la industria, se refiere a la forma en polvo de materias primas, productos o productos intermedios. La tecnología de procesamiento de polvo es el núcleo de nuestro trabajo de I+D: tomar partículas, la unidad básica de los materiales en polvo, como objeto de investigación, estudiar la tecnología del proceso y el mecanismo de control, morfología, escala y composición de la finura del polvo y la microestructura, combinado con la práctica industrial. a cabo el desarrollo de aplicaciones.

Las principales líneas de investigación del Laboratorio de Ingeniería de Polvos son:

(1) Modificación de nanorrevestimientos superficiales de cargas minerales en polvo

Basado en nucleación heterogénea y Principio de deposición por cristalización, control de las condiciones de reacción química, depósito de cristales nanoestructurados en la superficie de partículas de polvo mineral inorgánico del tamaño de una micra o partículas de residuos industriales, modificación de la morfología de partículas minerales inorgánicas del tamaño de una micra, formando una estructura "núcleo-cubierta". Materiales compuestos , mejorar la unión de la interfaz entre los rellenos y la matriz en materiales compuestos y mejorar el rendimiento de los materiales compuestos. Se utiliza principalmente para desarrollar materiales minerales baratos y residuos industriales de alto valor añadido.

Por primera vez, la superficie de las partículas pesadas de carbonato de calcio está nanorrevestida y modificada para desafilar los bordes afilados formados por la rotura de las partículas. Los resultados de las pruebas muestran que cuando se rellena con PP, la resistencia al impacto del producto aumenta entre un 20% y un 30%; se ha logrado con éxito la nanomodificación de la superficie de recursos baratos como calcita, wollastonita, dolomita, sulfato de calcio, cenizas volantes, etc. .

(2) Composición ordenada de micro y nanopartículas y esferoidización de partículas

Basado en "el diseño de la estructura de las partículas se extiende al diseño del rendimiento del material compuesto" y "la planificación del rendimiento del material compuesto se extiende a las partículas" El concepto de "predicción estructural" utiliza el sistema compuesto de partículas de impacto (PCS) de alta velocidad para componer partículas con diferentes propiedades físicas y químicas, de modo que las partículas hijas se recubran en la superficie de las partículas originales para formar partículas compuestas funcionales, colocando la base para la fabricación de materiales compuestos funcionales.

Polvo compuesto de polímero: utilizando negro de humo, nanotubos de carbono u otros polvos térmicos (eléctricos) como subpartículas y polietileno de peso molecular ultraalto como mezcla madre, se obtienen polímeros de alta resistencia con una estructura de red interpenetrante. Preparado. Plástico de ingeniería conductor de baja resistencia. En comparación con el * * relleno mixto, la resistividad de los productos de partículas compuestas y los productos fabricados por * * * método híbrido se reduce en casi dos órdenes de magnitud y se ha utilizado para fabricar aspas antiestáticas livianas para ventiladores de grandes minas de carbón.

Polvo compuesto metálico: la nanoalúmina es la partícula hija y el cobre electrolítico es la partícula madre. Las partículas hijas se recubren sobre la superficie de las partículas madre a través de un sistema compuesto de partículas de impacto de alta velocidad, y luego las partículas compuestas se sinterizan y se forman. Este método combina la aleación mecánica con la tecnología de esferoidización de polvo para lograr simultáneamente la composición y la esferoidización de partículas a base de metal para preparar un polvo compuesto con una composición uniforme, buena fluidez y propiedades de relleno.

Dispersión de nanopartículas: las partículas de micras se utilizan como portadores para recubrir nanopartículas para lograr un alto grado de dispersión de micras y nanopolvos en los materiales. Por primera vez, se uniformizó el medio artificial a nanoescala del radomo del caza, mejorando la consistencia de la constante dieléctrica del radomo. Esta tecnología ha entrado en la etapa de producción de modelos en AVIC 637 (Instituto de Investigación de Estructuras Especiales AVIC).

Procesamiento de forma de partículas: procesamiento de forma de grafito en escamas naturales para aumentar la densidad de empaquetamiento del polvo. La densidad de empaquetamiento después de la esferoidización aumenta en más de 2 veces, lo que se puede usar para preparar combustible nuclear de alta densidad. esferas de grafito y baterías de iones de litio; materiales de electrodos negativos; polvo de disiliciuro de molibdeno, polvo de cobre reducido, polvo de hierro, polvo de aluminio y polvo de titanio se moldean y esferoidizan para aumentar en gran medida la densidad del empaque y mejorar las propiedades del material. Por ejemplo, después de la esferoidización, la temperatura de funcionamiento de las varillas de silicio-molibdeno aumentó en 50°C y los productos fabricados con esta tecnología se comercializaron en Shandong.

(3) Optimización de la tecnología de procesamiento ultrafino y sistema de modificación de materias primas en polvo industriales.

Al estudiar la mecanoquímica del proceso de molienda y las reglas de dispersión del polvo ultrafino en fuertes campos de flujo turbulento, se estableció un modelo matemático del proceso de molienda y se simuló numéricamente el campo de flujo interno del clasificador centrífugo. y Optimización de parámetros de proceso. Sobre esta base, se utilizó la teoría de la ingeniería de sistemas para optimizar los parámetros del proceso del equipo y la composición del sistema. Por primera vez en China, se propuso un método de optimización del sistema multiobjetivo y multifactor para la relación entre el proceso, el equipo y los productos. Se consideró en su conjunto para formar un sistema. Un método de optimización del proceso de molienda ultrafina a gran escala que se puede obtener a un costo menor.

De acuerdo con los requisitos funcionales del polvo de relleno en las industrias del plástico, caucho, recubrimientos y otras industrias, se realizó por primera vez en China el proceso de modificación continua del polvo ultrafino, que mejoró la actividad superficial del Cargas minerales y la interacción entre cargas minerales y cargas minerales. La compatibilidad de los polímeros logra el propósito de reducir costos y mejorar el rendimiento de los materiales compuestos.

El grado de activación de la modificación orgánica de la superficie de las cargas minerales industriales alcanza más del 95%; el grado de activación de la modificación por cizallamiento turbulento fuerte y húmedo es más del 98%.

Según los estrictos requisitos de la industria electrónica para el contenido de impurezas conductoras (hierro, sodio, iones cloruro, etc.). ) En la superficie de cargas minerales (especialmente cargas minerales de sílice), mediante el análisis de la formación de impurezas y procesos de purificación a alta temperatura, se ha identificado una ruta técnica factible para la producción de polvos de carga de sílice ultrafinos de alta pureza para la industria microelectrónica. comprendió. La concentración de iones de sodio e iones de cloruro en el polvo de silicio ultrafino y de alta pureza es inferior a 1 ppm y la calidad del producto ha alcanzado el nivel avanzado internacional.

(4) Micronización y mejora de la biodisponibilidad de polvos biológicos

A través del tratamiento de ruptura de la pared celular, se puede lograr la biodisponibilidad de polvos de biomasa como la medicina tradicional china, alimentos y medicinas minerales. Se ha producido un salto cualitativo, que tiene valor académico positivo y significado social para la modernización de la medicina tradicional china, la apreciación de los productos agrícolas y la mejora de la calidad de vida nacional. Esta tecnología obtuvo el segundo premio del Premio Nacional de Invención Tecnológica 2007.

Bajo la acción de fuerzas externas como el impacto y la extrusión, se producen desgarros de tejido y rotura de la pared celular en las partículas biológicas. Con base en esta investigación, estudiamos el mecanismo de procesamiento ultramicro de los polímeros naturales, el impacto de la alteración de la pared celular en la disolución de sustancias efectivas y el impacto de la tecnología de procesamiento en las propiedades toxicológicas de las medicinas tradicionales chinas, logrando una producción anual de 654,38+3 mil millones de cápsulas de Tongxinluo. Industrialización del microprocesamiento de polvo. Debido a que esta tecnología es de gran importancia para la modernización de la medicina tradicional china y el procesamiento profundo de productos agrícolas y secundarios, el académico Han Qide, vicepresidente del Congreso Nacional del Pueblo y presidente de la Asociación para la Ciencia y la Tecnología, recibió cordialmente a los investigadores de el equipo de investigación y lo incluyó en el plan de alivio de la pobreza científica y tecnológica de la Sociedad Jiusan.

Utilice la estimulación mecánica y química del molinillo húmedo para extraer los elementos minerales beneficiosos de la piedra medicinal y mejorar la biodisponibilidad de los minerales.

El uso del método de excitación mecanoquímica para tratar la roca de fosfato puede aumentar la cantidad de disolución de fósforo y la biodisponibilidad de los cultivos, y lograr el procesamiento y la utilización de proceso corto de la roca de fosfato de baja calidad.