습식 볼 밀링은 성형 전에 복합 재료의 높은 수준의 균질한 혼합을 달성하는 데 필요한 중요한 준비 단계입니다. 제조업체는 액체 매체에서 미세 캡슐화 상변화 재료(MPCM), 팽창 흑연 및 폴리머 분말과 같은 원료를 처리함으로써 서브마이크론 수준에서 매트릭스 분말에 첨가제를 통합할 수 있습니다. 이 공정은 재료 분리를 제거하고 열간 압착 후 복합 재료가 일관되게 성능을 발휘하도록 보장하는 데 필수적입니다.
액체 매체에서 구성 요소를 밀링함으로써 습식 볼 밀링은 재료 분리를 제거하고 열 전도성 골격의 연속성을 보장합니다. 이러한 미세한 균일성은 결함을 방지하고 최종 열간 압착 제품에서 안정적인 성능을 보장하기 위한 전제 조건입니다.
미세 규모에서 균질성 달성
액체 혼합 메커니즘
습식 볼 밀링의 주요 목표는 서로 다른 재료 상을 구별할 수 없도록 혼합하는 것입니다. 액체 매체를 사용하면 건식 혼합만으로는 달성하기 어려운 입자 간의 상호 작용을 촉진합니다.
서브마이크론 통합
이 공정은 표준 혼합보다 더 깊은 수준의 통합을 가능하게 합니다. 첨가제는 서브마이크론 수준에서 매트릭스 분말에 균일하게 통합됩니다.
이를 통해 첨가제의 기능적 특성이 재료 전체 부피에 걸쳐 균일하게 분포됩니다.
구조적 및 기능적 무결성 보장
재료 분리 제거
복합 재료 제조에서 중요한 위험은 밀링 전에 밀도 또는 입자 크기에 따라 구성 요소가 분리되는 분리입니다. 습식 밀링은 이러한 분리를 효과적으로 제거하는 혼합물을 생성합니다.
안정적인 분산을 유지함으로써 이 공정은 배치 전체에서 구성 요소 비율이 일관되게 유지되도록 합니다.
열 골격의 연속성
열 관리를 위해 설계된 복합 재료의 경우 입자 배열이 중요합니다. 습식 볼 밀링은 열 전도성 골격의 연속성을 보장합니다.
이 끊김 없는 네트워크는 효율적인 열 전달을 가능하게 하며, 이는 팽창 흑연 및 MPCM을 포함하는 재료의 주요 성능 지표입니다.
열간 압착에서의 일관성
성형 전 혼합물의 품질은 열간 압착 단계의 성공을 직접적으로 결정합니다. 재료가 균질하게 혼합되었기 때문에 최종 제품은 일관된 재료 성능을 나타냅니다.
이는 완성된 복합 재료의 고장으로 이어질 수 있는 약점이나 열점 발생을 방지합니다.
절충점 이해
공정 복잡성
습식 볼 밀링은 우수한 균질성을 제공하지만 간단한 건식 혼합에 비해 복잡성을 야기합니다. 액체 매체를 사용하려면 슬러리 또는 현탁액을 처리할 수 있는 전문 장비가 필요합니다.
재료 호환성
액체 매체의 선택은 중요합니다. 폴리머 분말 및 첨가제의 혼합을 촉진해야 하며, 분해하거나 후속 열간 압착 화학 반응을 방해해서는 안 됩니다.
목표에 맞는 올바른 선택
복합 재료의 품질을 극대화하려면 혼합 단계가 성능 목표와 어떻게 일치하는지 고려하십시오.
- 주요 초점이 열 효율인 경우: 최대 열 전달을 위해 열 전도성 골격의 연속성을 보장하기 위해 습식 밀링을 우선시하십시오.
- 주요 초점이 구조적 신뢰성인 경우: 이 방법을 사용하여 분리를 제거하여 열간 압착 부품 전체에 걸쳐 기계적 특성이 균일하도록 하십시오.
성형 전 혼합 단계를 마스터하는 것이 복합 재료 열간 압착에서 고성능 결과를 확보하는 가장 효과적인 방법입니다.
요약 표:
| 특징 | 습식 볼 밀링 이점 | 열간 압착에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 혼합 규모 | 서브마이크론 수준 통합 | 균일한 재료 성능 |
| 재료 상태 | 안정적인 액체 분산 | 구성 요소 분리 제거 |
| 열 경로 | 연속 전도성 골격 | 최적화된 열 전달 효율 |
| 구조적 무결성 | 균질한 상 분포 | 약점 및 열점 방지 |
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참고문헌
- Xianglei Wang, Yupeng Hua. Review on heat transfer enhancement of phase-change materials using expanded graphite for thermal energy storage and thermal management. DOI: 10.25236/ajets.2021.040105
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