一、為什么是“擂潰”而不是“攪拌”
傳統(tǒng)擂潰(Kakuhan-Raikai)源自魚糜加工:利用杵與臼的低速剪切、滾壓、折疊三重耦合作用,使肌肉纖維斷裂、鹽溶蛋白析出并形成彈性凝膠。石川(Ishikawa)在 110 余年的改進中,把這一“手作”過程微型化、數(shù)字化,并擴展到電子材料、新能源、醫(yī)藥等粉體領(lǐng)域。
傳統(tǒng)擂潰(Kakuhan-Raikai)源自魚糜加工:利用杵與臼的低速剪切、滾壓、折疊三重耦合作用,使肌肉纖維斷裂、鹽溶蛋白析出并形成彈性凝膠。石川(Ishikawa)在 110 余年的改進中,把這一“手作”過程微型化、數(shù)字化,并擴展到電子材料、新能源、醫(yī)藥等粉體領(lǐng)域。
二、石川實驗擂潰機的四大技術(shù)亮點
- 一體化多工序
單臺設(shè)備即可完成“攪拌-分散-粉碎-混合-捏合-脫泡”六合一操作,避免多臺設(shè)備轉(zhuǎn)料造成的污染與損耗。 - 超低剪切溫升
• 瓷鍋/瓷杵 + 不銹鋼外殼組合,導(dǎo)熱系數(shù)低;
• 選配夾層水冷或真空環(huán)境,可把漿料溫度控制在 ±2 ℃,防止蛋白變性或溶劑揮發(fā)。 - 粒徑實時聲學(xué)監(jiān)測
內(nèi)置麥克風(fēng)采集杵-料摩擦聲;功率譜密度(PSD)與 D50 的相關(guān)系數(shù) >0.7,可在不取樣情況下遠程判斷終點。 - 臺式-手套箱兼容
D18S、Tiny 等機型寬度 <300 mm,可直接放進手套箱,通 Ar 或 N? 處理硫化物電解質(zhì)、鋰金屬漿料等敏感體系。
三、型號速覽與關(guān)鍵參數(shù)
型號 | 處理量 L | 轉(zhuǎn)速 rpm | 瓷鍋內(nèi)徑 mm | 電源 | 典型應(yīng)用 |
---|---|---|---|---|---|
Tiny | 0.03 | 30 | 90 | 100 V 40 W | 0.5 g 級前期配方篩選 |
D18S | 1 | 8–30 | 203 | 100 V 90 W | 實驗室銀漿、MLCC 電極 |
D20S | 2 | 8–30 | 254 | 100 V 100 W | 二次電池正負極漿料 |
D22S | 4 | 8–35 | 305 | 100 V 200 W | 高粘度導(dǎo)熱膠、陶瓷膏 |
四、應(yīng)用案例
- 電子漿料
D18S 將 1 kg Ag-Pd 漿料從 D50=3 µm 研磨至 200 nm,電阻率下降 20%,印刷線寬偏差縮至 ±2 µm。 - 固態(tài)電池
在手套箱內(nèi)使用 Tiny 對 20 g Li?PS?Cl 與 NCM811 進行 30 min 機械合金化,界面阻抗由 120 Ω·cm2 降至 8 Ω·cm2。 - 醫(yī)藥納米晶
難溶性伊曲康唑在 D20S 中-10 ℃真空環(huán)境下研磨 90 min,粒徑 <150 nm,口服生物利用度提高 2.7 倍。 - 食品魚糜
傳統(tǒng) 25 min 鹽擂工序被縮短至 12 min,鹽溶蛋白析出率提升 15%,凝膠強度提高 20%。
五、使用與維護要點
• 程序設(shè)定:先低速(10 rpm)空擂 2 min 破碎纖維 → 中速(20 rpm)加鹽水/溶劑 → 高速(30 rpm)分散納米粉體;
• 清洗:瓷鍋耐酸堿,可直接用 2% NaOH 超聲清洗 5 min;
• 篩網(wǎng)保護:在出料口加 100 目尼龍篩,防止未碎大顆粒堵塞下游設(shè)備;
• 校準(zhǔn):每 50 h 用標(biāo)準(zhǔn) SiO? 粉校驗聲學(xué)-粒徑對應(yīng)曲線,偏差>5% 時重新標(biāo)定。
• 程序設(shè)定:先低速(10 rpm)空擂 2 min 破碎纖維 → 中速(20 rpm)加鹽水/溶劑 → 高速(30 rpm)分散納米粉體;
• 清洗:瓷鍋耐酸堿,可直接用 2% NaOH 超聲清洗 5 min;
• 篩網(wǎng)保護:在出料口加 100 目尼龍篩,防止未碎大顆粒堵塞下游設(shè)備;
• 校準(zhǔn):每 50 h 用標(biāo)準(zhǔn) SiO? 粉校驗聲學(xué)-粒徑對應(yīng)曲線,偏差>5% 時重新標(biāo)定。
六、總結(jié)
石川擂潰機把傳統(tǒng)“臼杵”的宏觀剪切力轉(zhuǎn)化為微觀尺度的高精度多物理場耦合,既保留了對高彈性魚糜的“口感控制”,又拓展到納米材料、固態(tài)電池、生物制劑等前沿科研場景。其緊湊、潔凈、可控溫、可放手套箱的特性,使實驗室從“克級”到“公斤級”都能實現(xiàn)一臺設(shè)備、一套參數(shù)、一次成型的粉體處理方案,是目前性價比的“萬能自動研缽”。
石川擂潰機把傳統(tǒng)“臼杵”的宏觀剪切力轉(zhuǎn)化為微觀尺度的高精度多物理場耦合,既保留了對高彈性魚糜的“口感控制”,又拓展到納米材料、固態(tài)電池、生物制劑等前沿科研場景。其緊湊、潔凈、可控溫、可放手套箱的特性,使實驗室從“克級”到“公斤級”都能實現(xiàn)一臺設(shè)備、一套參數(shù)、一次成型的粉體處理方案,是目前性價比的“萬能自動研缽”。
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