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摘要

压电陶瓷作为实现机械能与电能相互转换的关键功能材料，在传感、驱动、超声、通信等电子领域具备不可替代的应用价值。锆钛酸铅（PZT）与铌酸钾钠（KNN）分别为铅基与无铅压电陶瓷的核心产业化体系，其浆料的分散稳定性直接决定陶瓷烧结致密度、微观组织结构及压电介电关键性能。传统分散工艺存在团聚破除不干净、批次稳定性差、规模化适配性不足等技术瓶颈。常规表征仪器比如激光粒度仪，粘度计，Zeta电位分析仪等难以原位量化固液界面真实分散状态。本文采用 TRILOS 超高压纳米均质机 ND100 对 PZT、KNN压电陶瓷浆料进行高效分散处理，结合 LISICO LS-1分散稳定性分析仪验证该均质设备在压电陶瓷浆料的分散效果，为压电陶瓷浆料高效分散与工艺质量控制提供标准化技术方案。

关键词：TRILOS，超高压纳米均质机，压电陶瓷浆料，浆料分散，压电陶瓷，纳米分散

1 引言

压电陶瓷产业化制备高度依赖流延、印刷、注凝等浆料成型工艺，高固含量、高均匀性、高稳定性的陶瓷浆料是保障器件性能一致性与成品率的核心前提。压电陶瓷粉体具有高比表面积与高表面能特征，在溶剂体系中极易形成纳米/亚微米级软硬团聚体，传统球磨、机械搅拌、普通剪切分散工艺难以实现团聚体的解聚，易引发浆料沉降分层、烧结体气孔缺陷、性能离散度大等问题，严重制约压电器件的性能提升。TRILOS超高压纳米均质技术凭借强剪切、湍流空化、颗粒对流撞击的协同作用，可实现浆料高效分散。

当前浆料分散效果评价多采用激光粒度仪、Zeta 电位仪等常规手段，但存在样品需稀释预处理、测试周期长、无法反映固液界面溶剂束缚真实状态等局限。时域核磁共振技术可通过弛豫时间 T2原位表征溶剂束缚程度，精准量化浆料分散稳定性。二者结合为压电陶瓷浆料分散工艺优化与质量管控提供高效、精准的完整解决方案。

2 实验设备与测试原理

2.1 TRILOS 超高压纳米均质机

该设备基于超高压流体力学效应设计，物料在精准可控高压驱动下高速通过微结构均质腔，瞬时承受高强度剪切、湍流空化、颗粒对撞三重物理作用，可破除颗粒软硬团聚、细化颗粒尺寸，实现固液两相均匀分散。设备压力调控精度高、运行稳定性优异，不堵不漏，适配低粘度压电陶瓷浆料处理，可实现实验室工艺参数到规模化生产的线性放大，满足产业化生产需求。

图1 均质机原理图

图2 TRILOS超高压纳米均质机

2.2 LISICO LS-1 分散稳定性分析仪

仪器采用低场时域核磁共振（TD-NMR）技术，通过检测悬浮液或浆料的弛豫时间 T2评价浆料分散状态：

1. 颗粒表面吸附的束缚溶剂分子运动受限，弛豫时间 T2较低；

2. 未被吸附的自由溶剂分子运动不受限，弛豫时间 T2较高；

3. 同一体系内，T2值越小，代表束缚溶剂比例越高、颗粒湿比表面积越大、固液润湿性与分散性越优、浆料的分散稳定性越好。

图3 低场 NMR 中自由水与结合水的分子运动特性示意图

该设备单样品测试耗时≤3 min，样品无需预处理与稀释，配备精确控温系统保障数据重复性，适用于各类悬浮液或浆料体系的分散稳定性测试。 

图4 LISICO LS-1 分散稳定性分析仪

3 应用案例

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