中国粉体网讯
一、什么是喷雾造粒？
喷雾造粒就是通过采用高速搅拌磨将料浆混匀，然后用高压喷雾器将料浆喷入造粒塔中进行雾化，塔中的雾滴被热气流干燥成颗粒状粉体，通过控制料浆中颗粒表面的酒精的挥发速率等，可以制备出具备优异流动性的粉料，这可粉改善料的充模状态，提高素坯的密实度。
二、为什么选择喷雾造粒？
纯氮化硅无法通过固相烧结达到致密化，必须添加烧结助剂，与氮化硅粉末表面的氧化硅形成液相而实现致密化，烧结助剂与氮化硅粉的密度、粒度、分散性等各不相同，为保证在混料过程中各组分的均匀性，必须对混料过程的湿化学工艺和条件进行严格控制。
较为传统的混料工艺过程为：混合－烘干－造粒－过筛。通过延长混合时间可以改善各组分在料浆中的均匀性，但是由于烘干过程较长，各组分之间的密度差异大，使原本的均匀分散状态会发生重新团聚和沉淀，同时手工造粒过程中极易引入杂物污染粉料，并且造粒后的颗粒形状不规则，粉料的流动性差，粉料粒度分布的均匀性和稳定性较差，粉料的松装密度低，导致素坯的密度降低。当素坯中残留的气孔较多、添加剂分散不均匀时，对烧结致密化带来了较大难度，最终导致产品性能降低。
而解决以上问题的方法就是采用喷雾造粒工艺。
三、喷雾造粒的过程
1.混匀料浆。按照一定的比例，将氮化硅粉、助剂、酒精及粘结剂等加入到搅拌缸中，通过一定时间的高速混料，将各个组分混匀。
2.料浆雾化。料浆由供料系统中的隔膜泵以一定压力从喷嘴喷入干燥塔，压力的能量转换为动能，料浆由下向上从喷嘴喷出，形成一层高速的液膜，液膜随即分裂为液滴。
3.雾粒干燥成球。雾粒与热气以混合流的方式工作，热气是通过顶盖上的热气分配器进入塔内，热风分配器产生一股向下的流线气流，雾滴由下向上喷入热气流。
4.颗粒粉料卸出。干燥形成的球形颗粒粉料在干燥塔内逐渐沉降，与热气分离，塔下部的漏斗型腔使颗粒料汇集并由出料口卸出。
四、喷雾造粒过程的影响因素分析
1.料浆固含量
造粒粉的干燥过程可以理解为料浆中液相的挥发过程，当料浆固含量增加，经过气动隔膜泵时，单位质量中料浆的动能减少，雾化出的液滴直径变大，同时由于液滴中液相的含量少，液相的蒸发时间缩短，使得颗粒内部的气孔率降低，最终喷出的粉料颗粒尺寸大，松装密度高。在料浆的配制混匀过程中，只有严格控制料浆的固含量，才能实现对喷雾造粒粉料尺寸及松装密度的控制，目前浆料的固相含量以45％～55％为较佳。
2.进出口温度
料浆中液相的挥发依靠的是热气流，而热气流来源于喷塔进口温度。
当进口温度较高时，塔顶热气流温度较高，雾滴升到高处遇到大量热气流，液滴表面会迅速挥发形成壳，形成的壳阻止了内部液相大量挥发，壳内压力升高，到达一定程度后，会引起壳爆炸；同时由于温度过高，料浆中的有机粘结剂发生严重的固化，使得粘结剂的性能降低，最终影响粉料的压制性能。出口温度过高，雾滴能很快干燥，会造成粉料颗粒过细，松装密度高，同时也易造成喷嘴堵塞。
反之出口温度过低时，雾滴中溶剂蒸发慢，易出现粘壁现象，且粉料颗粒强度不够，破碎颗粒较多，流动性较差。
进口温度可以用控制加热温度及功率等来调控，而出口温度无法通过设备供热系统控制，其调节是通过控制进口温度，进料速度、浆料固含量等来控制。
3.供料泵压力及进料速率
当进料速率一定时，雾化压力越大，料浆动能越大，较大压力的料浆经过小尺寸喷嘴形成的雾滴直径就越小，雾滴会迅速干燥，最终形成的颗粒尺寸偏小，同时细小的颗粒会被抽风机抽取而进入除尘系统，使得可用粉量降低。
当供料泵压力一定时，进料速率越大，形成的雾滴直径越大，喷雾造粒后颗粒尺寸大，同时由于溶剂来不及蒸发，使粉料的湿度增大，致使粉料的流动性变差。
供料泵压力与进料速率需搭配合理，供料压力过大，进料速率较小时，雾滴喷射高，与顶部的高温空气接触面大，溶剂蒸发过快，导致颗粒破裂，无法形成理想粒度的粉料；当供料压力过小，进料速率较大时，雾滴喷射高度较低，由于塔底部位温度低，且雾滴尺寸太大，雾滴的溶剂来不及挥发就落下，会发生严重的粘壁现象，同时颗粒尺寸大，流动性差。
4.粘结剂含量
喷雾造粒过程粘结剂主要起到分散粉料，增加颗粒强度，改善脱模效果等作用。
当粘结剂加入量过高时，料浆粘稠度明显增加，长分子链相互桥连，限制了粒子间的运动，导致料浆的流动性和分散性差；同时由于粘结剂含量过高，在烧结致密化过程中，粘结剂留下的空洞太多，且造粒过程中容易出现堵枪和粘壁现象。
当粘结剂含量过低时，喷雾造粒所制备的颗粒强度较低，颗粒尺寸变小。颗粒表面的粘结剂含量过少，影响其流动性和脱模性。
