工作原理

　　在(zai)研(yan)磨載體的(de)幾何結構和te殊運動方式的(de)作用下，研(yan)磨介質與樣品直接所產生(sheng)的(de)高(gao)頻(pin)率、高(gao)強度(du)的(de)碰撞(zhuang)、剪切(qie)、摩(mo)擦，使得樣品達到極其優良的(de)研(yan)磨效果，具有處理速(su)度(du)快，出(chu)樣粒度(du)小、均勻、一致(zhi)等(deng)特點。

　　產品概述

　　高neng球磨機和行星球磨機的(de)工作(zuo)原理一(yi)致(zhi)，都是通(tong)過離心力(li)推動(dong)(dong)球(qiu)罐(guan)磨(mo)(mo)罐(guan)的(de)介子與物料產(chan)生(sheng)碰撞及研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)，研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)罐(guan)中的(de)球(qiu)在(zai)與研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)罐(guan)一(yi)起運動(dong)(dong)時受到Coriolis力(li)(自轉(zhuan)偏(pian)向力(li))的(de)疊加影響(xiang)。這(zhe)樣研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)球(qiu)的(de)運動(dong)(dong)產(chan)生(sheng)了gao能來破碎樣品。作(zuo)用在(zai)研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)罐(guan)上的(de)離心力(li)帶動(dong)(dong)研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)球(qiu)沿轉(zhuan)動(dong)(dong)的(de)方向運動(dong)(dong)。由(you)于(yu)研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)罐(guan)內壁(bi)和球(qiu)的(de)速度(du)不同，樣品和罐(guan)壁(bi)產(chan)生(sheng)強摩(mo)擦(ca)力(li)和撞擊作(zuo)用，釋放出大(da)量的(de)動(dong)(dong)能。這(zhe)種撞擊和摩(mo)擦(ca)作(zuo)用的(de)組合(he)使得行星式球(qiu)磨(mo)(mo)儀研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)時的(de)粉碎度(du)極(ji)gao，促成另(ling)一(yi)個實驗(yan)結(jie)果(guo)“機械合(he)金化”.

　　機(ji)械合(he)(he)金(jin)化是指金(jin)屬或合(he)(he)金(jin)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)在機(ji)械合(he)(he)金(jin)化行星式球(qiu)磨(mo)機(ji)中通過(guo)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)顆粒(li)與磨(mo)球(qiu)之(zhi)間長(chang)時間激烈地沖擊(ji)、碰(peng)撞，使粉(fen)(fen)(fen)末(mo)顆粒(li)反復(fu)產生冷焊、斷裂(lie)，導致粉(fen)(fen)(fen)末(mo)顆粒(li)中原子擴散，從(cong)而獲(huo)得合(he)(he)金(jin)化粉(fen)(fen)(fen)末(mo)的一種(zhong)粉(fen)(fen)(fen)末(mo)制備技術。

　　機械(xie)合(he)金化粉末并(bing)非像金屬(shu)或(huo)合(he)金熔鑄后形(xing)成的(de)(de)(de)合(he)金材料(liao)那樣，各組(zu)(zu)元之間(jian)(jian)充分達到原子間(jian)(jian)結合(he)，形(xing)成均勻(yun)的(de)(de)(de)固溶體或(huo)化合(he)物。在大多數情(qing)況下(xia)，在有限(xian)的(de)(de)(de)球(qiu)磨(mo)時(shi)(shi)間(jian)(jian)內僅僅使(shi)各組(zu)(zu)元在那些相接觸的(de)(de)(de)點、線(xian)和(he)面上達到或(huo)趨(qu)近原子級距離，并(bing)且終得到的(de)(de)(de)只是各組(zu)(zu)元分布十分均勻(yun)的(de)(de)(de)混(hun)合(he)物或(huo)復(fu)合(he)物。當球(qiu)磨(mo)時(shi)(shi)間(jian)(jian)非常長時(shi)(shi)，在某些體系(xi)中(zhong)也可通過固態(tai)擴散，使(shi)各組(zu)(zu)元達到原子間(jian)(jian)結合(he)而形(xing)成合(he)金或(huo)化合(he)物。

　　產品選型

　　gao能球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)(mo)機的(de)選型(xing)需具備幾(ji)個條件，速度bi須符(fu)合(he)達到(dao)(dao)yi定高(gao)速，按國內2L行星球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)(mo)機來計算，行星主盤直徑(jing)需達到(dao)(dao)36cm，公轉(zhuan)轉(zhuan)速需達到(dao)(dao)360r/min，自轉(zhuan)轉(zhuan)速需達到(dao)(dao)720r/min，低(di)于此轉(zhuan)速樣(yang)品(pin)很難(nan)得到(dao)(dao)強(qiang)撞擊力，無法得到(dao)(dao)大量的(de)動能，樣(yang)品(pin)無法得到(dao)(dao)gao能球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)(mo).我公司(si)每個型(xing)號球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)與介子材(cai)質則選擇如(ru)下，不(bu)銹鋼(gang)球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)，氧化鋯(gao)球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)，剛玉球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)，硬質合(he)金球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)，真空氣氛保護(hu)球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)，氧化鋯(gao)球(qiu)，不(bu)銹鋼(gang)球(qiu)，硬質合(he)金球(qiu)，其他如(ru)瑪瑙，尼龍，聚氨酯，聚四(si)氟都無法做得到(dao)(dao)gao能球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)(mo).

　　多數粉體在gao能機械合金化的過程中會出現氧化，為了實驗更加科學準確化，罐體選擇真空氣氛保護球磨，在樣品進出料配套米淇亞克力真空手套箱或(huo)者不銹(xiu)鋼真空手套箱使(shi)用，du絕(jue)前處(chu)(chu)理(li)與后處(chu)(chu)理(li)樣品(pin)接觸(chu)空氣.

　　應用領域

　　米(mi)淇機(ji)械合金(jin)化行星式球磨機(ji)，應用領域(yu)有：納米(mi)材料(liao)、MLCC、氧(yang)(yang)化鋅粉料(liao)、氧(yang)(yang)化鈷粉料(liao)、Ni-Zn鐵氧(yang)(yang)體、Mn-Zn鐵氧(yang)(yang)體化學品、催化劑(ji)、建筑材料(liao)礦(kuang)物及冶金(jin)及金(jin)屬電(dian)(dian)(dian)子合金(jin)、煤礦(kuang)、焦炭、鐵礦(kuang)石(shi)(shi)、金(jin)屬氧(yang)(yang)化物、石(shi)(shi)英、次寶石(shi)(shi)、礦(kuang)渣、磁性材料(liao)、鈷酸鋰、錳酸鋰、催化劑(ji)、熒(ying)光(guang)粉、長余輝(hui)發光(guang)粉、稀土拋光(guang)粉、電(dian)(dian)(dian)子玻璃粉、燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)、氧(yang)(yang)化鋅壓(ya)敏(min)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)等(deng)等(deng)。

　　響(xiang)影響(xiang)機械(xie)合(he)金化的因素(su)

　　機(ji)(ji)械(xie)合金(jin)化是一(yi)個復雜的過(guo)程，因此要(yao)(yao)獲得理想(xiang)的相和微(wei)觀結(jie)(jie)構(gou)，就需要(yao)(yao)優化設計一(yi)系列(lie)(lie)的影(ying)響參(can)數。下面列(lie)(lie)舉一(yi)些(xie)對機(ji)(ji)械(xie)合金(jin)化結(jie)(jie)果有重大(da)影(ying)響的參(can)數。

　　1).研磨裝置

　　研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)類型生(sheng)產機械合金(jin)化粉末的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)裝置是多種(zhong)多樣的(de)(de)(de)(de)(de)，如：行星磨(mo)(mo)(mo)(mo)、振(zhen)動磨(mo)(mo)(mo)(mo)、攪拌磨(mo)(mo)(mo)(mo)等。它們的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)能量、研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)效率、物(wu)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)染程(cheng)度以(yi)及研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)介(jie)質(zhi)與研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)內壁(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)力的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)各(ge)不(bu)相同(tong)，故對研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)結果(guo)起著至關重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)影響。研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)及形狀對研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)結果(guo)有(you)(you)重(zhong)要影響。在過程(cheng)中(zhong)，研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)介(jie)質(zhi)對研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)容器(qi)內壁(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)撞擊和摩擦作用(yong)會使研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)容器(qi)內壁(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分材(cai)(cai)(cai)料(liao)脫落而進入研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)物(wu)料(liao)中(zhong)造成(cheng)污(wu)染。常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)通常為淬(cui)火鋼、工具鋼、不(bu)銹鋼、P>K>5或P>;內襯淬(cui)火鋼、硬(ying)質(zhi)合金(jin)等。有(you)(you)時為了(le)te殊(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)而選用(yong)te殊(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)，例如：研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)物(wu)料(liao)中(zhong)含(han)有(you)(you)銅(tong)或鈦(tai)(tai)時，為了(le)減少(shao)污(wu)染而選用(yong)銅(tong)或鈦(tai)(tai)研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)。

　　2).研磨速度

　　研(yan)磨機的轉速越高，就(jiu)會(hui)有(you)(you)越多(duo)的能量傳遞給研(yan)磨物料。另一方面(mian)，轉速過(guo)高會(hui)使研(yan)磨系統(tong)溫(wen)升過(guo)快(kuai)，溫(wen)度過(guo)高，有(you)(you)時(shi)這是(shi)不利的，例如較高的溫(wen)度可(ke)能會(hui)導致在過(guo)程中需(xu)要形成的過(guo)飽和固溶體、非(fei)晶相或其它(ta)亞穩態相的分(fen)解。

　　3).研磨時間

　　研磨(mo)(mo)時間是影(ying)響(xiang)結果(guo)的(de)重(zhong)要因(yin)素之一(yi)(yi)(yi)。在yi定的(de)條(tiao)件(jian)下，隨著研磨(mo)(mo)的(de)進程(cheng)，合(he)金化程(cheng)度會(hui)越來越高，顆(ke)粒尺寸會(hui)逐漸減小而后形成一(yi)(yi)(yi)個穩定的(de)平(ping)衡態，即顆(ke)粒的(de)冷(leng)焊和破(po)碎達(da)到一(yi)(yi)(yi)動態平(ping)衡，此時顆(ke)粒尺寸不再發(fa)生變化。但(dan)另一(yi)(yi)(yi)方面，研磨(mo)(mo)時間越長(chang)造成的(de)污染(ran)也就越嚴(yan)重(zhong)。因(yin)此，理想研磨(mo)(mo)時間要根據所需的(de)結果(guo)，通過試驗(yan)綜合(he)確(que)定。

　　4).研磨介質

　　選(xuan)擇研(yan)磨(mo)(mo)(mo)介質(zhi)時(shi)不僅要(yao)像(xiang)研(yan)磨(mo)(mo)(mo)罐那樣(yang)考(kao)慮(lv)其(qi)材料(liao)和形狀如球狀、棒狀等(deng)，還要(yao)考(kao)慮(lv)其(qi)密度以及尺寸的(de)(de)大小和分(fen)布等(deng)，球磨(mo)(mo)(mo)介質(zhi)要(yao)有適當的(de)(de)密度和尺寸以便對研(yan)磨(mo)(mo)(mo)物料(liao)產生足夠的(de)(de)沖擊，這(zhe)些對完(wan)成的(de)(de)產物都有著(zhu)直接的(de)(de)影響，例如研(yan)磨(mo)(mo)(mo)Ti-Al混合粉末時(shi)，若采用直徑為15mm的(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)球，之后可得(de)到(dao)固(gu)(gu)溶體(ti)，而若采用直徑為25的(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)球，在同(tong)樣(yang)的(de)(de)條件(jian)下即使研(yan)磨(mo)(mo)(mo)更長(chang)的(de)(de)時(shi)間也得(de)不到(dao)Ti-Al 固(gu)(gu)溶體(ti)。

　　5).球料比

　　球料比(bi)(bi)指(zhi)的是研(yan)(yan)磨介(jie)質與研(yan)(yan)磨物料的重量比(bi)(bi)，通常研(yan)(yan)磨介(jie)質是球狀的，故(gu)稱球料比(bi)(bi)。試驗研(yan)(yan)究(jiu)用的球料比(bi)(bi)在1：1～200：1范圍(wei)內(nei)，大多數情況下為10：1左右。當做小(xiao)量生產或試驗時，這一比(bi)(bi)例可高達(da)50:1甚至(zhi)100:1。

　　6).充填率

　　研(yan)(yan)磨(mo)(mo)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)充(chong)(chong)填(tian)率(lv)(lv)指的(de)是研(yan)(yan)磨(mo)(mo)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)總體積占研(yan)(yan)磨(mo)(mo)罐的(de)容積的(de)百(bai)分(fen)率(lv)(lv) ，研(yan)(yan)磨(mo)(mo)物料(liao)(liao)的(de)充(chong)(chong)填(tian)率(lv)(lv)指的(de)是研(yan)(yan)磨(mo)(mo)物料(liao)(liao)的(de)松散容積占研(yan)(yan)磨(mo)(mo)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)之(zhi)間(jian)空隙的(de)百(bai)分(fen)率(lv)(lv)。若(ruo)充(chong)(chong)填(tian)率(lv)(lv)過小，則(ze)會使(shi)生產(chan)率(lv)(lv)低(di)下;若(ruo)過高，則(ze)沒(mei)有足夠的(de)空間(jian)使(shi)研(yan)(yan)磨(mo)(mo)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和物料(liao)(liao)充(chong)(chong)分(fen)運動，以至于產(chan)生的(de)沖(chong)擊較小，而不利于合金化(hua)進程。一(yi)般來說，研(yan)(yan)磨(mo)(mo)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)充(chong)(chong)填(tian)率(lv)(lv)在60%-80%之(zhi)間(jian) ，物料(liao)(liao)充(chong)(chong)填(tian)率(lv)(lv)在bai分(fen)百(bai)-130%之(zhi)間(jian)。

　　7).氣體環境

　　機(ji)械(xie)合金化(hua)(hua)是(shi)一(yi)個(ge)(ge)復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固相反應(ying)過(guo)程，球(qiu)(qiu)磨(mo)氛(fen)(fen)(fen)圍(wei)、球(qiu)(qiu)磨(mo)強度(du)、球(qiu)(qiu)磨(mo)時間(jian)(jian)等(deng)(deng)任(ren)意一(yi)個(ge)(ge)參數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)都(dou)會影(ying)響(xiang)合金化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程甚至完成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產物。在(zai)機(ji)械(xie)合金化(hua)(hua)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)，由于球(qiu)(qiu)與(yu)(yu)球(qiu)(qiu)、球(qiu)(qiu)與(yu)(yu)罐之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞擊，機(ji)械(xie)能轉換成(cheng)(cheng)熱能，使得球(qiu)(qiu)磨(mo)罐內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)升得很(hen)高。同時，合金化(hua)(hua)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)往往發生(sheng)粒子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)細化(hua)(hua)，并引入缺陷，自由能升高，很(hen)容(rong)易與(yu)(yu)球(qiu)(qiu)磨(mo)氛(fen)(fen)(fen)圍(wei)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧等(deng)(deng)發生(sheng)反應(ying)，因(yin)此一(yi)般(ban)機(ji)械(xie)合金化(hua)(hua)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)均以(yi)惰(duo)性氣體，如氬(ya)氣等(deng)(deng)為(wei)保護(hu)氣體。球(qiu)(qiu)磨(mo)氣氛(fen)(fen)(fen)不同，會對(dui)合金化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)方式、完成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產物以(yi)及性質(zhi)等(deng)(deng)造成(cheng)(cheng)顯著影(ying)。研(yan)磨(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣體環(huan)(huan)境是(shi)產生(sheng)污染(ran)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)(ge)重要(yao)(yao)因(yin)素，因(yin)此，一(yi)般(ban)在(zai)真空或惰(duo)性氣體保護(hu)下(xia)進行。但(dan)有時為(wei)了te殊(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，也需(xu)要(yao)(yao)在(zai)te殊(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣體環(huan)(huan)境下(xia)研(yan)磨(mo)，例如當(dang)需(xu)要(yao)(yao)有相應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮化(hua)(hua)物或氫化(hua)(hua)物生(sheng)成(cheng)(cheng)時，可(ke)能會在(zai)氮氣或氫氣環(huan)(huan)境下(xia)進行研(yan)磨(mo)。

　　8).過程控(kong)制劑(ji)

　　在機械合(he)金(jin)化(hua)(hua)過(guo)程中(zhong)粉(fen)(fen)末(mo)存在著嚴(yan)重的(de)團(tuan)(tuan)聚、結(jie)塊和(he)粘壁現象大(da)大(da)阻礙了機械合(he)金(jin)化(hua)(hua)的(de)進程。為此，常在過(guo)程中(zhong)添加過(guo)程控制劑，如硬脂(zhi)酸、固體石蠟、液體酒精和(he)四氯化(hua)(hua)碳等，以(yi)(yi)(yi)降低粉(fen)(fen)末(mo)的(de)團(tuan)(tuan)聚、粘球、粘壁以(yi)(yi)(yi)及研(yan)磨介質與研(yan)磨容器內壁的(de)磨損，可以(yi)(yi)(yi)較好地控制粉(fen)(fen)末(mo)的(de)成分和(he)提高出粉(fen)(fen)率。

　　9).研磨溫度

　　無論MA完成(cheng)的產(chan)物是(shi)(shi)固(gu)溶體、金(jin)屬間(jian)化(hua)(hua)(hua)合物、納米晶(jing)、還是(shi)(shi)非(fei)晶(jing)相都涉(she)及到擴散問題，而擴散又受到研(yan)磨溫度的影(ying)響(xiang)，故溫度也是(shi)(shi)MA的一個重(zhong)要影(ying)響(xiang)因素，例(li)如 Ni-50%Zr粉末(mo)系統在(zai)振(zhen)動球磨時(shi)當(dang)在(zai)液(ye)氮冷卻下(xia)(xia)研(yan)磨15h沒(mei)發現(xian)非(fei)晶(jing)相的形(xing)成(cheng);而在(zai)200oC下(xia)(xia)研(yan)磨則發現(xian)粉末(mo)物料wan全非(fei)晶(jing)化(hua)(hua)(hua);室溫下(xia)(xia)研(yan)磨時(shi)，則實現(xian)部分非(fei)晶(jing)化(hua)(hua)(hua)。

　　上述各(ge)因素并不(bu)是相互獨(du)立的(de)，例如理想研(yan)磨(mo)時間依賴(lai)于研(yan)磨(mo)類型、介質尺(chi)寸、研(yan)磨(mo)溫度以(yi)及球料比等。

　　機械(xie)合金(jin)(jin)化合成高熔(rong)點(dian)合金(jin)(jin)或(huo)金(jin)(jin)屬(shu)間化合物時具有如下(xia)優點(dian)：避開普通冶金(jin)(jin)方法的高溫熔(rong)化、凝固過程(cheng)，在室溫下(xia)實現合金(jin)(jin)化，得到均勻的具有精細(xi)結構的合金(jin)(jin)，且產(chan)量較高，因而已成為生產(chan)常規手段(duan)難以(yi)制備(bei)的合金(jin)(jin)及新材料(liao)的好(hao)方法。