納米級分散機(jī)的結(jié)構(gòu)原理主要基于高速機(jī)械剪切和超聲波空化兩大核心技術(shù)，分別對應(yīng)不同的核心結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制：
一、機(jī)械剪切型分散機(jī)
1、核心結(jié)構(gòu)
由高速轉(zhuǎn)子-定子系統(tǒng)構(gòu)成，轉(zhuǎn)子通常配備三級鋸齒狀分散盤或磨頭，定子設(shè)計為可調(diào)間隙的凹槽結(jié)構(gòu)。通過電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)子(最高轉(zhuǎn)速達(dá)14000rpm)，在0.2–0.3mm的狹窄間隙內(nèi)形成很強(qiáng)的剪切力(剪切速率達(dá)200,000 S?¹)。物料在轉(zhuǎn)子與定子間經(jīng)歷剪切、離心擠壓及液層摩擦三重作用，實現(xiàn)顆粒由粗到細(xì)的逐級破碎。
2、作用機(jī)制
剪切破碎：高速旋轉(zhuǎn)的分散盤產(chǎn)生湍流區(qū)，通過機(jī)械力直接破壞顆粒團(tuán)聚物；
逐級細(xì)化：三級分散盤中，第一級破碎大顆粒，第二級細(xì)化至微米級，第三級完成納米級分散；
能量傳遞：通過精密間隙控制，更大化能量傳遞效率，確保顆粒與介質(zhì)充分接觸。
二、超聲波分散機(jī)
1、核心結(jié)構(gòu)
核心為超聲波換能器，可產(chǎn)生28–132kHz高頻振動波，部分設(shè)備集成微流體通道，結(jié)合超聲波發(fā)生器與溫控模塊。
2、作用機(jī)制
空化效應(yīng)：高頻振動在液體中形成微氣泡，氣泡崩塌瞬間產(chǎn)生局部高壓(可達(dá)1000atm)和微射流，強(qiáng)力剝離納米團(tuán)聚體；
聲流混合：超聲波推動流體形成渦流，增強(qiáng)顆粒與介質(zhì)的混合均勻性；
微流體協(xié)同：在微通道內(nèi)，空化氣泡與顆粒高頻碰撞，實現(xiàn)高效納米乳化。
三、復(fù)合型設(shè)計創(chuàng)新
部分設(shè)備融合兩類技術(shù)：
1、機(jī)械-超聲復(fù)合：如石墨烯分散機(jī)，通過高速剪切剝離石墨層，再經(jīng)超聲波空化細(xì)化至單層石墨烯；
2、振動分散輔助：三維高頻振動裝置驅(qū)動研磨球沖擊顆粒，結(jié)合分散劑包覆防止再團(tuán)聚。
四、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)優(yōu)化
1、材質(zhì)選擇：轉(zhuǎn)定子采用316L不銹鋼或陶瓷材質(zhì)，耐腐蝕且滿足GMP標(biāo)準(zhǔn)；
2、間隙調(diào)節(jié)：定子可精確調(diào)整與轉(zhuǎn)子間距，適應(yīng)不同粘度物料的分散需求；
3、密封設(shè)計：雙端面機(jī)械密封防止泄漏，支持在線清洗及滅菌。
此類結(jié)構(gòu)設(shè)計通過聚焦能量密度與作用精度，實現(xiàn)納米顆粒的高效解團(tuán)聚與穩(wěn)定分散，廣泛應(yīng)用于新材料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。
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