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在實(shí)際應(yīng)用中，二氧化硅面臨一個棘手問題——團(tuán)聚。納米級或微米級的二氧化硅顆粒，由于比表面積大、表面能高，極易相互吸引聚集形成團(tuán)聚體。這些團(tuán)聚體不僅會阻礙單個二氧化硅顆粒與周圍介質(zhì)充分相互作用，還會導(dǎo)致材料性能不均一。以涂料為例，若二氧化硅團(tuán)聚，涂層可能出現(xiàn)顆粒感、光澤度下降等問題，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

超聲分散的本質(zhì)是利用超聲空化效應(yīng)對顆粒團(tuán)聚體的破碎作用。當(dāng)超聲波（頻率≥20kHz）傳入液體時，會周期性壓縮與拉伸液體分子，形成微小空化氣泡，這些氣泡在超聲波的負(fù)壓半周期迅速膨脹，在正壓半周期又急劇崩潰。氣泡崩潰瞬間，會釋放出強(qiáng)大的沖擊波和微射流，其強(qiáng)度足以破壞二氧化硅顆粒間的范德華力、靜電吸附等作用，將大顆粒團(tuán)聚體撕裂為納米級（<200nm）的單分散顆粒。

同時，超聲波的振動還會在液體中產(chǎn)生強(qiáng)烈的機(jī)械剪切力。這種剪切力如同無數(shù)把微小的“剪刀”，進(jìn)一步對二氧化硅團(tuán)聚體進(jìn)行切割，促使納米顆粒相互分離，讓二氧化硅在液體中更均勻地分散。

二氧化硅粉末按固含量10%-15%加入去離子水或乙醇，添加聚丙烯酸鈉/硅烷偶聯(lián)劑等用作聚合物分散劑，預(yù)攪拌形成初始懸浮液。

推薦使用階梯式超聲波震棒，工具頭長度需匹配容器，單次超聲處理時間30分鐘。注意探頭浸入液面1-2cm，避免貼壁。

超聲結(jié)束后，加入聚乙二醇用作穩(wěn)定劑，通過物理吸附或化學(xué)包覆顆粒表面，防止分散后的顆粒重新團(tuán)聚。

問題：分散不徹底

表現(xiàn)現(xiàn)象：溶液渾濁，顆粒尺寸>200nm

優(yōu)化策略：增加超聲時間至40分鐘以上；提高超聲功率；更換高效分散劑。

問題：顆粒再團(tuán)聚

表現(xiàn)現(xiàn)象：靜置后出現(xiàn)沉淀

優(yōu)化策略：增加穩(wěn)定劑用量；調(diào)整pH至中性，避免酸性環(huán)境引發(fā)羥基縮合。

問題：設(shè)備損耗大

表現(xiàn)現(xiàn)象：探頭磨損、溶液過熱

優(yōu)化策略：選擇耐磨耐腐蝕性強(qiáng)的鈦合金探頭；采用脈沖處理模式（如超聲5秒+停止5秒循環(huán)）。

頻率20kHz，功率300-2500W可選，適配不同實(shí)驗(yàn)規(guī)模；階梯式設(shè)計(jì)讓超聲能量輸出均勻、覆蓋廣，支持0-960min時間控制及0-9s脈沖模式，滿足分散時間與強(qiáng)度的精準(zhǔn)控制；采用5英寸觸摸屏操作，過熱、漏電保護(hù)等安全機(jī)制保障實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)過程穩(wěn)定安全。具有分散效率高、分散顆粒更細(xì)致、分散后的二氧化硅溶液能長時間保持穩(wěn)定狀態(tài)等優(yōu)點(diǎn)，適用于二氧化硅在涂料、塑料、合成橡膠等產(chǎn)品配方中作為填料、性能添加劑等應(yīng)用場景，也可用于均質(zhì)化處理、石油乳化、中藥萃取加工等方面。