超声波雾化造粒工艺原理简介

更新时间：2026-01-17

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超声波雾化造粒工艺原理简介

核心原理

该技术的核心在于超声波雾化和后续干燥/热处理两个阶段。

1. 超声波雾化

能量来源：高频电子发生器（通常频率在 20 KHz 至 50KHz，甚至更高）驱动压电换能器。

雾化机制：高频电信号被转换为相同频率的机械振动，并传递至雾化喷嘴顶部的振动面（如钛合金板）。当液体流经或滴落在该振动表面时，会在其表面形成毛细波。

液滴形成：当超声振动的振幅足够大时，毛细波的波峰会变得不稳定，破碎并喷射出极其细微的液滴。这些液滴的尺寸高度均一，其大小（D50）主要取决于超声频率：频率越高，产生的液滴尺寸越小。

公式近似：D ≈ 0.34 * (8πσ / ρf²)^(1/3)，其中σ为表面张力，ρ为密度，f为频率。

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主要应用领域

陶瓷：

结构陶瓷：氧化锆、氧化铝、氮化硅等超细、高均匀性粉体，用于轴承、切削工具等。

功能陶瓷：钛酸钡（MLCC介质）、PZT压电陶瓷、透明陶瓷等，对化学成分和颗粒均匀性要求高。

新能源材料：

锂离子电池：三元正极材料（NCM/NCA）、磷酸铁锂（LFP）、钴酸锂（LCO）等前驱体的制备。这是目前最主要、最成功的工业应用之一，直接影响电池的一致性、能量密度和循环寿命。

固体氧化物燃料电池（SOFC）：电解质和电极材料粉体。

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催化剂：

制备高比表面积、高活性、负载均匀的催化剂颗粒，用于汽车尾气净化、化工合成等。

粉末冶金：

制备金属（如合金、钨、钼）或碳化物超细球形粉末，用于3D打印（SLM）、金属注射成型（MIM）、热喷涂等。

制药与生物材料：

制备微胶囊、药物载体、生物陶瓷（如羟基磷灰石）颗粒。

其他：

荧光粉、颜料、特种化学品、磨料等。