前言
本社经常会收到客户的提问，“我应该怎么做才能消除喷雾造粒中的苹果状中空、凹陷粉末的现象？”这是因为在陶瓷、金属等喷雾干燥后的冲压工序中，存在尽可能避免凹球的倾向，因为凹球会降低成型品的强度。
所以这一次，正如标题所示的，我们会做一个粉末试验，成品是苹果形的，空心的，凹陷的（这次我会称之为凹陷的球体）和没有凹陷的球体，并比较它们的成形过程。
应用试验过程
大量凹球的原因之一是使用了分散性好的原液。图 1 显示了喷雾干燥过程中液滴干燥过程的图像。
图1 液滴干燥过程
如图1所示的干燥过程，在原液分散良好的情况下，初级粒子具有较弱的团聚力。当内部溶剂干燥（蒸发）时，会发生收缩，因此外壳会变成一个凹陷的球体。对于分散性差的原液，初级粒子具有很强的凝聚力，因此初级粒子在干燥过程中不会在液滴内部向外移动而收缩。它成为一个实心球体，因为即使在干燥（蒸发）溶剂的过程中也几乎没有凹陷。
在本次测试中，我们使用了“无分散剂（分散不良的未稀释溶液）”和“有分散剂（分散良好的未稀释溶液）”两种未稀释溶液，以及在保持其他条件不变的情况下，粒子如何变化来验证。
图2 未稀释溶液的显微图像（无分散剂） 图3 原液显微图（有分散剂）
从图 2 和图 3 可以看出，可以确认图 3 中的未稀释溶液中初级粒子分离得更多。
验证结果分析
喷雾干燥条件：
使用设备 | 回转式喷雾干燥机T160（干燥室直径φ1600mm） |
喷雾转速 | 8,000转 |
原液进样速度 | 5L/h |
温度条件 | 入口温度200℃/出口温度100~102℃ |
T系列回转式喷雾干燥机 |
原液条件（未稀释）
当在上述条件下进行喷雾干燥试验时，获得以下结果。
最终验证结果
图4 粒径分布 红色（无分散剂）绿色（有分散剂）
图5 圆度 红色（无分散剂）绿色（有分散剂）
图6 纵横比 红色（无分散剂）绿色（有分散剂）
从表1和图4可以确认，不使用分散剂时粒径变大。另外，从图5的圆度来看，没有分散剂的形状接近圆形，图6的纵横比在垂直和水平方向上几乎相同。结果，如图 4 和 5 所示，在没有分散剂的情况下获得了几乎完美的圆形颗粒。
下面是SEM照片影像分析：
图7 未稀释溶液的回收粉末 (1)（无分散剂） 图8 未稀释溶液的回收粉末(2)（加分散剂）
图9 未稀释溶液的回收粉末 (1)（无分散剂） 图10 未稀释溶液的回收粉末(2)（加分散剂）
从上面的显微镜图像可以确认，实际上有更多的带有分散剂的凹陷球体，我们能够创造出凹陷球体和实心球体，这就是本次的目的。我们觉得使用分散剂提高固含量浓度是可以的，但是像本次试验一样，使用分散好的原液反而可能会出现凹陷球，所以分散剂的种类和添加量要特别注意。同样的原理，如果能够很好的平衡分散剂和设备运行条件，也使得制备出没有凹陷的空心粉末成为可能。
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