나노 입자나노 분말은 입자 크기가 작고 표면 에너지가 높으며 자발적으로 응집되는 경향이 있습니다. 응집의 존재는 나노 분말의 장점에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 액체 매질에서 나노 분말의 분산성과 안정성을 개선하는 방법은 매우 중요한 연구 주제입니다.
입자 분산은 최근 몇 년 동안 개발된 새로운 첨단 분야입니다. 소위 입자 분산은 액체 매질에서 분말 입자를 분리 및 분산시켜 액상 전체에 균일하게 분포시키는 공정을 말하며, 주로 습윤, 탈응집, 안정화의 세 단계로 구성됩니다. 습윤은 혼합 시스템에 형성된 와류에 분말을 천천히 첨가하여 분말 표면에 흡착된 공기 또는 기타 불순물을 액체로 대체하는 공정입니다. 탈응집은 기계적 또는 초성장 방법을 사용하여 큰 입자 크기의 응집체를 더 작은 입자로 분산시키는 것을 의미합니다. 안정화는 분말 입자가 액체 내에서 장기간 균일한 분산 상태를 유지하도록 하는 것을 의미합니다. 다양한 분산 방법에 따라 물리적 분산과 화학적 분산으로 나눌 수 있습니다. 초음파 분산은 물리적 분산 방법 중 하나입니다.
초음파 분산방법: 초음파는 파장이 짧고, 전파가 거의 직선이며, 에너지 집중이 용이하다는 특성을 가지고 있습니다. 초음파는 화학 반응 속도를 높이고, 반응 시간을 단축하며, 반응의 선택성을 높일 수 있습니다. 또한 초음파 없이는 일어날 수 없는 화학 반응을 자극할 수 있습니다. 초음파 분산은 처리할 입자 현탁액을 초생장 내에 직접 놓고 적절한 주파수와 출력의 초음파로 처리하는 고강도 분산 방법입니다. 초음파 분산의 메커니즘은 일반적으로 캐비테이션과 관련이 있는 것으로 알려져 있습니다. 초음파는 매질을 매개체로 삼아 전파되며, 매질 내에서 초음파가 전파되는 동안 양압과 음압이 교대로 발생합니다. 매질은 양압과 음압이 교대로 발생하는 상태에서 압착되고 당겨집니다. 임계 분자 거리를 일정하게 유지하기 위해 충분히 큰 진폭의 초음파를 액체 매질에 가하면, 액체 매질이 파괴되어 미세 기포를 형성하고, 이 미세 기포는 캐비테이션 기포로 성장합니다. 한편, 이러한 기포는 액체 매질에 재용해되거나, 떠올라 사라질 수 있으며, 초음파장의 공명 단계에서 붕괴될 수도 있습니다. 현탁액의 분산에 적합한 초생성 주파수가 존재하며, 그 값은 현탁 입자의 입자 크기에 따라 결정된다는 것이 실험적으로 입증되었습니다. 따라서, 초생성 기간 후에는 과열을 방지하기 위해 잠시 초생성을 중단하고 초생성을 계속하는 것이 좋습니다. 초생성 중에 공기나 물로 냉각하는 것도 좋은 방법입니다.