工作原理

　　在研(yan)磨載體(ti)的(de)幾(ji)何結(jie)構和te殊運(yun)動方(fang)式的(de)作(zuo)用下，研(yan)磨介(jie)質與樣品直接所產生(sheng)的(de)高(gao)頻率、高(gao)強度的(de)碰(peng)撞、剪切、摩擦，使(shi)得樣品達到(dao)極其優良的(de)研(yan)磨效(xiao)果，具(ju)有處理速度快，出樣粒度小(xiao)、均(jun)勻、一致等特(te)點。

　　產品概述

　　高neng球磨機和行星球磨機的(de)工作(zuo)原理(li)一(yi)致，都是(shi)通過(guo)離心力(li)(li)推動(dong)(dong)球(qiu)(qiu)罐(guan)磨(mo)罐(guan)的(de)介子與物(wu)料產(chan)生碰撞及研(yan)磨(mo)，研(yan)磨(mo)罐(guan)中的(de)球(qiu)(qiu)在與研(yan)磨(mo)罐(guan)一(yi)起運(yun)(yun)動(dong)(dong)時(shi)受(shou)到Coriolis力(li)(li)(自轉(zhuan)偏(pian)向力(li)(li))的(de)疊加影響。這樣研(yan)磨(mo)球(qiu)(qiu)的(de)運(yun)(yun)動(dong)(dong)產(chan)生了gao能(neng)(neng)來破碎(sui)樣品。作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在研(yan)磨(mo)罐(guan)上的(de)離心力(li)(li)帶動(dong)(dong)研(yan)磨(mo)球(qiu)(qiu)沿轉(zhuan)動(dong)(dong)的(de)方向運(yun)(yun)動(dong)(dong)。由于研(yan)磨(mo)罐(guan)內壁和球(qiu)(qiu)的(de)速度(du)(du)不同，樣品和罐(guan)壁產(chan)生強摩擦力(li)(li)和撞擊作(zuo)用(yong)(yong)(yong)，釋放(fang)出大量的(de)動(dong)(dong)能(neng)(neng)。這種(zhong)撞擊和摩擦作(zuo)用(yong)(yong)(yong)的(de)組合使得行星式(shi)球(qiu)(qiu)磨(mo)儀研(yan)磨(mo)時(shi)的(de)粉(fen)碎(sui)度(du)(du)極gao，促(cu)成另一(yi)個實驗結果“機械合金化”.

　　機(ji)械合(he)金(jin)化(hua)是指金(jin)屬或合(he)金(jin)粉(fen)(fen)末在機(ji)械合(he)金(jin)化(hua)行星式球磨機(ji)中通過粉(fen)(fen)末顆(ke)粒與磨球之(zhi)間(jian)長(chang)時間(jian)激烈地沖擊、碰撞(zhuang)，使(shi)粉(fen)(fen)末顆(ke)粒反復產生(sheng)冷焊、斷(duan)裂，導(dao)致(zhi)粉(fen)(fen)末顆(ke)粒中原(yuan)子擴散，從而獲得合(he)金(jin)化(hua)粉(fen)(fen)末的(de)一種粉(fen)(fen)末制備技(ji)術。

　　機械合(he)(he)(he)(he)金(jin)化粉末并(bing)非像金(jin)屬或(huo)合(he)(he)(he)(he)金(jin)熔(rong)鑄(zhu)后形(xing)成(cheng)的(de)合(he)(he)(he)(he)金(jin)材(cai)料那樣，各組元(yuan)之間充(chong)分(fen)達到(dao)(dao)原(yuan)子間結合(he)(he)(he)(he)，形(xing)成(cheng)均勻(yun)的(de)固溶體或(huo)化合(he)(he)(he)(he)物。在大多數情(qing)況(kuang)下，在有限的(de)球(qiu)磨(mo)時(shi)間內僅僅使各組元(yuan)在那些(xie)相接觸的(de)點、線(xian)和面上達到(dao)(dao)或(huo)趨近原(yuan)子級距離，并(bing)且終得(de)到(dao)(dao)的(de)只是各組元(yuan)分(fen)布十分(fen)均勻(yun)的(de)混合(he)(he)(he)(he)物或(huo)復合(he)(he)(he)(he)物。當球(qiu)磨(mo)時(shi)間非常(chang)長時(shi)，在某(mou)些(xie)體系中也可(ke)通過固態擴散，使各組元(yuan)達到(dao)(dao)原(yuan)子間結合(he)(he)(he)(he)而形(xing)成(cheng)合(he)(he)(he)(he)金(jin)或(huo)化合(he)(he)(he)(he)物。

　　產品選型

　　gao能球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)機的選型(xing)需(xu)具備幾個條件，速(su)度bi須符合達到yi定(ding)高速(su)，按國內2L行(xing)星(xing)球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)機來計算，行(xing)星(xing)主(zhu)盤直徑需(xu)達到36cm，公(gong)轉轉速(su)需(xu)達到360r/min，自轉轉速(su)需(xu)達到720r/min，低于此轉速(su)樣品很難得到強撞擊(ji)力，無(wu)法(fa)得到大(da)量的動能，樣品無(wu)法(fa)得到gao能球(qiu)磨(mo)(mo)(mo).我公(gong)司每個型(xing)號(hao)球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)罐與介子材質(zhi)則選擇如(ru)下，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)罐，氧(yang)(yang)化鋯(gao)球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)罐，剛玉(yu)球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)罐，硬質(zhi)合金球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)罐，真空氣氛保護球(qiu)磨(mo)(mo)(mo)罐，氧(yang)(yang)化鋯(gao)球(qiu)，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)球(qiu)，硬質(zhi)合金球(qiu)，其他(ta)如(ru)瑪瑙，尼龍，聚氨(an)酯，聚四(si)氟都無(wu)法(fa)做得到gao能球(qiu)磨(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者不銹(xiu)鋼真空手(shou)套箱使用，du絕(jue)前處理(li)與(yu)后處理(li)樣品接觸空氣.

　　應用領域

　　米(mi)(mi)淇機械合(he)金(jin)化行星式球磨機，應用領(ling)域有：納米(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)、MLCC、氧(yang)(yang)化鋅(xin)(xin)粉(fen)料(liao)(liao)、氧(yang)(yang)化鈷粉(fen)料(liao)(liao)、Ni-Zn鐵氧(yang)(yang)體(ti)、Mn-Zn鐵氧(yang)(yang)體(ti)化學品、催化劑、建筑材(cai)料(liao)(liao)礦(kuang)物及(ji)冶(ye)金(jin)及(ji)金(jin)屬電子合(he)金(jin)、煤礦(kuang)、焦炭、鐵礦(kuang)石、金(jin)屬氧(yang)(yang)化物、石英、次寶石、礦(kuang)渣、磁(ci)性材(cai)料(liao)(liao)、鈷酸鋰(li)、錳酸鋰(li)、催化劑、熒光(guang)粉(fen)、長余輝發光(guang)粉(fen)、稀土拋光(guang)粉(fen)、電子玻(bo)璃(li)粉(fen)、燃料(liao)(liao)電池、氧(yang)(yang)化鋅(xin)(xin)壓敏電阻等等。

　　響(xiang)影響(xiang)機械(xie)合金化(hua)的因(yin)素

　　機械合金(jin)化(hua)是一個復雜的(de)(de)過程，因此(ci)要(yao)(yao)獲得理想的(de)(de)相和微(wei)觀結構，就需(xu)要(yao)(yao)優化(hua)設計(ji)一系(xi)列的(de)(de)影響參(can)數。下面列舉一些(xie)對機械合金(jin)化(hua)結果(guo)有(you)重大影響的(de)(de)參(can)數。

　　1).研磨裝置

　　研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)類型生產機械合金化粉末(mo)的(de)(de)研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)裝置是多(duo)種多(duo)樣的(de)(de)，如(ru)：行星磨(mo)(mo)(mo)(mo)、振動(dong)磨(mo)(mo)(mo)(mo)、攪拌磨(mo)(mo)(mo)(mo)等。它們的(de)(de)研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)能量、研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)效(xiao)率、物(wu)料(liao)的(de)(de)污染程(cheng)度以及(ji)研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)介(jie)質(zhi)與研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐內壁的(de)(de)力(li)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)各(ge)不相(xiang)同，故(gu)對研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)結果起著至關重要的(de)(de)影響(xiang)。研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐的(de)(de)材(cai)料(liao)及(ji)形狀(zhuang)對研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)結果有重要影響(xiang)。在(zai)過程(cheng)中，研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)介(jie)質(zhi)對研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)容(rong)器內壁的(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)和(he)摩擦作(zuo)用(yong)(yong)會(hui)使研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)容(rong)器內壁的(de)(de)部分(fen)材(cai)料(liao)脫落(luo)而(er)進(jin)入研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)物(wu)料(liao)中造成污染。常用(yong)(yong)的(de)(de)研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐的(de)(de)材(cai)料(liao)通(tong)常為(wei)淬火鋼(gang)、工具鋼(gang)、不銹鋼(gang)、P>K>5或(huo)P>;內襯淬火鋼(gang)、硬質(zhi)合金等。有時為(wei)了te殊的(de)(de)目的(de)(de)而(er)選用(yong)(yong)te殊的(de)(de)材(cai)料(liao)，例如(ru)：研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)物(wu)料(liao)中含有銅(tong)或(huo)鈦時，為(wei)了減少污染而(er)選用(yong)(yong)銅(tong)或(huo)鈦研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐。

　　2).研磨速度

　　研(yan)磨機的轉速越高(gao)，就會有(you)越多的能(neng)量(liang)傳遞給研(yan)磨物料(liao)。另一方面，轉速過(guo)高(gao)會使(shi)研(yan)磨系統溫升過(guo)快，溫度過(guo)高(gao)，有(you)時這是(shi)不利的，例(li)如(ru)較高(gao)的溫度可能(neng)會導(dao)致在過(guo)程中需(xu)要形成的過(guo)飽和固溶體、非晶相(xiang)或其它(ta)亞穩態相(xiang)的分(fen)解(jie)。

　　3).研磨時間

　　研磨(mo)時間(jian)(jian)是影響結(jie)果的(de)重(zhong)要(yao)(yao)因素之一。在yi定(ding)的(de)條件下(xia)，隨著(zhu)研磨(mo)的(de)進程，合(he)金化程度會越來越高，顆(ke)粒尺(chi)寸(cun)會逐漸(jian)減小而后形成一個穩定(ding)的(de)平衡態(tai)，即(ji)顆(ke)粒的(de)冷焊(han)和破碎達到一動態(tai)平衡，此(ci)時顆(ke)粒尺(chi)寸(cun)不再(zai)發生變化。但另一方面，研磨(mo)時間(jian)(jian)越長造成的(de)污染(ran)也就越嚴(yan)重(zhong)。因此(ci)，理想研磨(mo)時間(jian)(jian)要(yao)(yao)根(gen)據所需的(de)結(jie)果，通過試驗綜(zong)合(he)確定(ding)。

　　4).研磨介質

　　選(xuan)擇研磨介質時(shi)(shi)不僅要(yao)像(xiang)研磨罐那樣考慮(lv)其材料和(he)(he)形狀(zhuang)如球狀(zhuang)、棒狀(zhuang)等(deng)，還要(yao)考慮(lv)其密(mi)度(du)以及尺(chi)寸(cun)的(de)(de)大小和(he)(he)分布等(deng)，球磨介質要(yao)有適當的(de)(de)密(mi)度(du)和(he)(he)尺(chi)寸(cun)以便對(dui)研磨物料產生足夠(gou)的(de)(de)沖(chong)擊，這些對(dui)完成的(de)(de)產物都有著直(zhi)接(jie)的(de)(de)影響，例(li)如研磨Ti-Al混合粉末(mo)時(shi)(shi)，若采(cai)用直(zhi)徑為(wei)(wei)15mm的(de)(de)磨球，之后(hou)可得到(dao)(dao)固溶體，而若采(cai)用直(zhi)徑為(wei)(wei)25的(de)(de)磨球，在(zai)同樣的(de)(de)條(tiao)件下即使研磨更長的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)也得不到(dao)(dao)Ti-Al 固溶體。

　　5).球料比

　　球料(liao)(liao)比指的(de)是研(yan)磨(mo)介質(zhi)與研(yan)磨(mo)物料(liao)(liao)的(de)重量比，通(tong)常研(yan)磨(mo)介質(zhi)是球狀的(de)，故稱球料(liao)(liao)比。試驗研(yan)究用的(de)球料(liao)(liao)比在1：1～200：1范圍(wei)內，大多數情況下為10：1左右(you)。當做小量生產或(huo)試驗時，這(zhe)一比例可高達50:1甚至100:1。

　　6).充填率

　　研(yan)(yan)(yan)磨(mo)介(jie)質(zhi)(zhi)充(chong)(chong)(chong)填率(lv)指的(de)(de)是研(yan)(yan)(yan)磨(mo)介(jie)質(zhi)(zhi)的(de)(de)總體積占研(yan)(yan)(yan)磨(mo)罐的(de)(de)容(rong)積的(de)(de)百分(fen)率(lv) ，研(yan)(yan)(yan)磨(mo)物(wu)料的(de)(de)充(chong)(chong)(chong)填率(lv)指的(de)(de)是研(yan)(yan)(yan)磨(mo)物(wu)料的(de)(de)松散(san)容(rong)積占研(yan)(yan)(yan)磨(mo)介(jie)質(zhi)(zhi)之間空隙的(de)(de)百分(fen)率(lv)。若充(chong)(chong)(chong)填率(lv)過小，則(ze)會(hui)使生產率(lv)低下;若過高，則(ze)沒有足夠的(de)(de)空間使研(yan)(yan)(yan)磨(mo)介(jie)質(zhi)(zhi)和(he)物(wu)料充(chong)(chong)(chong)分(fen)運(yun)動(dong)，以至于產生的(de)(de)沖擊較小，而(er)不利于合金化進程。一般來(lai)說，研(yan)(yan)(yan)磨(mo)介(jie)質(zhi)(zhi)充(chong)(chong)(chong)填率(lv)在(zai)60%-80%之間 ，物(wu)料充(chong)(chong)(chong)填率(lv)在(zai)bai分(fen)百-130%之間。

　　7).氣體環境

　　機(ji)械合(he)(he)金(jin)化(hua)(hua)(hua)(hua)是一(yi)(yi)個復(fu)雜的(de)(de)固相(xiang)反應(ying)過程(cheng)，球(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)氛圍(wei)、球(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)強度、球(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)時(shi)間等任意一(yi)(yi)個參數的(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)(hua)都會影(ying)響合(he)(he)金(jin)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)甚至完成(cheng)(cheng)的(de)(de)產(chan)物(wu)。在機(ji)械合(he)(he)金(jin)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)中(zhong)(zhong)，由(you)于球(qiu)(qiu)(qiu)與球(qiu)(qiu)(qiu)、球(qiu)(qiu)(qiu)與罐之間的(de)(de)撞擊(ji)，機(ji)械能轉換成(cheng)(cheng)熱能，使(shi)得球(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)罐內的(de)(de)溫度升得很高。同(tong)時(shi)，合(he)(he)金(jin)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)中(zhong)(zhong)往往發生粒子的(de)(de)細化(hua)(hua)(hua)(hua)，并引入缺陷，自(zi)由(you)能升高，很容易與球(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)氛圍(wei)中(zhong)(zhong)的(de)(de)氧等發生反應(ying)，因(yin)此(ci)一(yi)(yi)般機(ji)械合(he)(he)金(jin)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)中(zhong)(zhong)均以(yi)惰性氣體，如氬氣等為(wei)保護(hu)(hu)氣體。球(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)氣氛不同(tong)，會對合(he)(he)金(jin)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)反應(ying)方(fang)式、完成(cheng)(cheng)的(de)(de)產(chan)物(wu)以(yi)及性質等造成(cheng)(cheng)顯著影(ying)。研磨(mo)的(de)(de)氣體環境是產(chan)生污染的(de)(de)一(yi)(yi)個重要(yao)因(yin)素，因(yin)此(ci)，一(yi)(yi)般在真(zhen)空或惰性氣體保護(hu)(hu)下進行。但有(you)時(shi)為(wei)了(le)te殊的(de)(de)目的(de)(de)，也需(xu)要(yao)在te殊的(de)(de)氣體環境下研磨(mo)，例如當需(xu)要(yao)有(you)相(xiang)應(ying)的(de)(de)氮化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)或氫(qing)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)生成(cheng)(cheng)時(shi)，可能會在氮氣或氫(qing)氣環境下進行研磨(mo)。

　　8).過程控制劑

　　在機械合金化過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)粉(fen)(fen)末(mo)(mo)存(cun)在著嚴重(zhong)的(de)團(tuan)聚、結塊和(he)粘(zhan)(zhan)壁(bi)現象大(da)大(da)阻(zu)礙了(le)機械合金化的(de)進(jin)程(cheng)(cheng)。為(wei)此，常在過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)添加過(guo)程(cheng)(cheng)控制劑，如硬脂酸、固體(ti)石蠟、液體(ti)酒精和(he)四(si)氯(lv)化碳等，以(yi)降低(di)粉(fen)(fen)末(mo)(mo)的(de)團(tuan)聚、粘(zhan)(zhan)球(qiu)、粘(zhan)(zhan)壁(bi)以(yi)及研磨介質與研磨容(rong)器(qi)內壁(bi)的(de)磨損，可以(yi)較(jiao)好地控制粉(fen)(fen)末(mo)(mo)的(de)成分和(he)提高(gao)出粉(fen)(fen)率。

　　9).研磨溫度

　　無論MA完成的產物是(shi)固溶體(ti)、金屬間化合物、納米晶、還是(shi)非(fei)晶相(xiang)都涉及到(dao)擴散問題，而擴散又受(shou)到(dao)研磨溫(wen)度(du)的影(ying)響，故溫(wen)度(du)也是(shi)MA的一個重要影(ying)響因素，例如 Ni-50%Zr粉(fen)末(mo)系統在振動(dong)球磨時當在液氮冷卻下研磨15h沒發現(xian)非(fei)晶相(xiang)的形成;而在200oC下研磨則(ze)發現(xian)粉(fen)末(mo)物料wan全非(fei)晶化;室溫(wen)下研磨時，則(ze)實現(xian)部(bu)分非(fei)晶化。

　　上(shang)述(shu)各因素(su)并(bing)不是相互獨(du)立的，例如理想研磨(mo)時間依賴于(yu)研磨(mo)類型(xing)、介質尺寸、研磨(mo)溫度以及球料比等。

　　機械合(he)(he)金(jin)(jin)化(hua)合(he)(he)成(cheng)高熔點合(he)(he)金(jin)(jin)或金(jin)(jin)屬(shu)間化(hua)合(he)(he)物時(shi)具有如下優(you)點：避開普通(tong)冶金(jin)(jin)方(fang)法(fa)的(de)(de)高溫(wen)熔化(hua)、凝固過程(cheng)，在室(shi)溫(wen)下實現合(he)(he)金(jin)(jin)化(hua)，得到均勻的(de)(de)具有精細結構的(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)，且產(chan)量較高，因而已(yi)成(cheng)為生產(chan)常規(gui)手段難以制備的(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)及新(xin)材料的(de)(de)好(hao)方(fang)法(fa)。