工作原理

　　在研磨(mo)載體的(de)(de)幾何結(jie)構(gou)和te殊運動方(fang)式的(de)(de)作用(yong)下，研磨(mo)介質與樣(yang)品直接所產生的(de)(de)高頻率(lv)、高強度(du)的(de)(de)碰撞、剪(jian)切、摩擦，使得樣(yang)品達到(dao)極其(qi)優良的(de)(de)研磨(mo)效(xiao)果，具有(you)處理速度(du)快(kuai)，出樣(yang)粒度(du)小、均勻、一致等特點。

　　產品概述

　　高neng球磨機和行星球磨機的(de)工作原理一致，都是通(tong)過離(li)(li)心力推(tui)動球(qiu)罐磨(mo)(mo)罐的(de)介(jie)子與物料(liao)產生(sheng)碰撞(zhuang)及研磨(mo)(mo)，研磨(mo)(mo)罐中的(de)球(qiu)在與研磨(mo)(mo)罐一起運(yun)動時(shi)受到Coriolis力(自(zi)轉偏向(xiang)力)的(de)疊加影(ying)響。這(zhe)(zhe)樣研磨(mo)(mo)球(qiu)的(de)運(yun)動產生(sheng)了(le)gao能來破碎樣品(pin)。作用在研磨(mo)(mo)罐上的(de)離(li)(li)心力帶(dai)動研磨(mo)(mo)球(qiu)沿轉動的(de)方向(xiang)運(yun)動。由于研磨(mo)(mo)罐內壁(bi)和(he)(he)球(qiu)的(de)速(su)度不同，樣品(pin)和(he)(he)罐壁(bi)產生(sheng)強摩擦(ca)力和(he)(he)撞(zhuang)擊作用，釋(shi)放出大量的(de)動能。這(zhe)(zhe)種(zhong)撞(zhuang)擊和(he)(he)摩擦(ca)作用的(de)組合使得行(xing)星式球(qiu)磨(mo)(mo)儀(yi)研磨(mo)(mo)時(shi)的(de)粉碎度極gao，促成另一個實驗結果“機械合金化”.

　　機(ji)械(xie)合金化(hua)是(shi)指金屬或合金粉(fen)末(mo)在機(ji)械(xie)合金化(hua)行(xing)星式球(qiu)磨機(ji)中通過粉(fen)末(mo)顆(ke)粒(li)與磨球(qiu)之間長時間激烈(lie)地沖擊、碰撞(zhuang)，使粉(fen)末(mo)顆(ke)粒(li)反復(fu)產(chan)生(sheng)冷(leng)焊、斷裂，導(dao)致粉(fen)末(mo)顆(ke)粒(li)中原子擴散(san)，從而獲得(de)合金化(hua)粉(fen)末(mo)的一種粉(fen)末(mo)制(zhi)備(bei)技術(shu)。

　　機械合(he)(he)金化(hua)(hua)(hua)粉末并非像金屬或合(he)(he)金熔鑄(zhu)后形(xing)成的(de)(de)(de)合(he)(he)金材料(liao)那(nei)樣，各(ge)組元之間(jian)充分(fen)(fen)達(da)(da)到原子(zi)間(jian)結(jie)(jie)合(he)(he)，形(xing)成均勻的(de)(de)(de)固溶體(ti)或化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物。在(zai)(zai)大多(duo)數情況(kuang)下，在(zai)(zai)有限的(de)(de)(de)球磨時間(jian)內僅僅使(shi)各(ge)組元在(zai)(zai)那(nei)些相接觸的(de)(de)(de)點、線和(he)面上達(da)(da)到或趨近原子(zi)級距離，并且終(zhong)得到的(de)(de)(de)只(zhi)是各(ge)組元分(fen)(fen)布十分(fen)(fen)均勻的(de)(de)(de)混合(he)(he)物或復合(he)(he)物。當球磨時間(jian)非常(chang)長時，在(zai)(zai)某些體(ti)系中也(ye)可(ke)通過固態擴(kuo)散，使(shi)各(ge)組元達(da)(da)到原子(zi)間(jian)結(jie)(jie)合(he)(he)而形(xing)成合(he)(he)金或化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物。

　　產品選型

　　gao能(neng)球磨(mo)(mo)(mo)(mo)機(ji)的選型(xing)需(xu)(xu)具備(bei)幾(ji)個條件，速(su)度bi須符合(he)(he)達(da)到(dao)(dao)(dao)yi定高(gao)速(su)，按國內2L行星球磨(mo)(mo)(mo)(mo)機(ji)來計算，行星主盤直徑需(xu)(xu)達(da)到(dao)(dao)(dao)36cm，公轉(zhuan)轉(zhuan)速(su)需(xu)(xu)達(da)到(dao)(dao)(dao)360r/min，自轉(zhuan)轉(zhuan)速(su)需(xu)(xu)達(da)到(dao)(dao)(dao)720r/min，低于(yu)此轉(zhuan)速(su)樣(yang)品很難(nan)得(de)(de)到(dao)(dao)(dao)強撞擊力(li)，無(wu)法得(de)(de)到(dao)(dao)(dao)大量的動(dong)能(neng)，樣(yang)品無(wu)法得(de)(de)到(dao)(dao)(dao)gao能(neng)球磨(mo)(mo)(mo)(mo).我(wo)公司每(mei)個型(xing)號球磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)(guan)與介子材質則(ze)選擇如下，不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼球磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)(guan)，氧化鋯(gao)球磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)(guan)，剛玉球磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)(guan)，硬質合(he)(he)金(jin)(jin)球磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)(guan)，真空氣(qi)氛保(bao)護(hu)球磨(mo)(mo)(mo)(mo)罐(guan)(guan)，氧化鋯(gao)球，不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼球，硬質合(he)(he)金(jin)(jin)球，其他(ta)如瑪(ma)瑙，尼龍，聚(ju)氨(an)酯，聚(ju)四(si)氟都(dou)無(wu)法做得(de)(de)到(dao)(dao)(dao)gao能(neng)球磨(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者不銹鋼真空(kong)手套箱使用，du絕前處(chu)(chu)理與后處(chu)(chu)理樣品接觸空(kong)氣.

　　應用領域

　　米淇機械合(he)金(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)行星式球(qiu)磨機，應用領域有：納米材料、MLCC、氧(yang)化(hua)(hua)鋅粉(fen)(fen)料、氧(yang)化(hua)(hua)鈷粉(fen)(fen)料、Ni-Zn鐵氧(yang)體(ti)、Mn-Zn鐵氧(yang)體(ti)化(hua)(hua)學品、催(cui)化(hua)(hua)劑、建筑(zhu)材料礦物及冶(ye)金(jin)(jin)(jin)及金(jin)(jin)(jin)屬(shu)電(dian)(dian)子(zi)合(he)金(jin)(jin)(jin)、煤礦、焦炭、鐵礦石(shi)、金(jin)(jin)(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)物、石(shi)英(ying)、次寶(bao)石(shi)、礦渣(zha)、磁性(xing)材料、鈷酸(suan)鋰(li)(li)、錳酸(suan)鋰(li)(li)、催(cui)化(hua)(hua)劑、熒光粉(fen)(fen)、長余輝發光粉(fen)(fen)、稀土(tu)拋(pao)光粉(fen)(fen)、電(dian)(dian)子(zi)玻璃粉(fen)(fen)、燃料電(dian)(dian)池、氧(yang)化(hua)(hua)鋅壓(ya)敏電(dian)(dian)阻等等。

　　響影響機械合(he)金化的因(yin)素

　　機械合金(jin)化是(shi)一(yi)個(ge)復雜的(de)過程，因此要(yao)獲得理想的(de)相和微觀結構，就需要(yao)優(you)化設計一(yi)系列的(de)影(ying)響(xiang)參數。下面(mian)列舉一(yi)些對機械合金(jin)化結果(guo)有(you)重大影(ying)響(xiang)的(de)參數。

　　1).研磨裝置

　　研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)類(lei)型生產(chan)機械合金化粉末的(de)研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)裝置是多(duo)種多(duo)樣的(de)，如(ru)：行星磨(mo)(mo)、振動磨(mo)(mo)、攪拌(ban)磨(mo)(mo)等(deng)。它們(men)的(de)研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)能量(liang)、研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)效(xiao)率、物(wu)(wu)料(liao)的(de)污染程(cheng)度以及研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)介質(zhi)(zhi)(zhi)與研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)罐(guan)內壁的(de)力(li)的(de)作用各(ge)不相同(tong)，故對(dui)研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)結果(guo)起(qi)著至關重要的(de)影響。研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)罐(guan)的(de)材料(liao)及形狀(zhuang)對(dui)研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)結果(guo)有(you)(you)重要影響。在過程(cheng)中(zhong)，研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)介質(zhi)(zhi)(zhi)對(dui)研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)容器內壁的(de)撞擊和摩擦作用會(hui)使研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)容器內壁的(de)部分材料(liao)脫落而(er)(er)進入研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)物(wu)(wu)料(liao)中(zhong)造成污染。常(chang)用的(de)研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)罐(guan)的(de)材料(liao)通常(chang)為淬火鋼(gang)、工具鋼(gang)、不銹鋼(gang)、P>K>5或(huo)(huo)(huo)P>;內襯淬火鋼(gang)、硬質(zhi)(zhi)(zhi)合金等(deng)。有(you)(you)時為了te殊的(de)目的(de)而(er)(er)選(xuan)用te殊的(de)材料(liao)，例如(ru)：研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)物(wu)(wu)料(liao)中(zhong)含有(you)(you)銅(tong)或(huo)(huo)(huo)鈦時，為了減少污染而(er)(er)選(xuan)用銅(tong)或(huo)(huo)(huo)鈦研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)罐(guan)。

　　2).研磨速度

　　研磨機的轉速越高(gao)(gao)(gao)，就會有越多的能(neng)量傳遞給研磨物料。另一(yi)方面，轉速過(guo)高(gao)(gao)(gao)會使(shi)研磨系統溫升過(guo)快，溫度(du)過(guo)高(gao)(gao)(gao)，有時(shi)這(zhe)是不利的，例如較高(gao)(gao)(gao)的溫度(du)可(ke)能(neng)會導致在(zai)過(guo)程中需要形成的過(guo)飽和固溶體、非(fei)晶(jing)相(xiang)或(huo)其它亞穩態相(xiang)的分解。

　　3).研磨時間

　　研(yan)磨(mo)時(shi)(shi)間是影響結果(guo)的(de)(de)重要因素(su)之一(yi)。在yi定的(de)(de)條件下，隨(sui)著(zhu)研(yan)磨(mo)的(de)(de)進程(cheng)，合金(jin)化程(cheng)度會越來越高(gao)，顆粒(li)(li)尺寸(cun)會逐漸減小而后形成(cheng)一(yi)個穩定的(de)(de)平(ping)衡態，即(ji)顆粒(li)(li)的(de)(de)冷焊和破(po)碎達(da)到一(yi)動(dong)態平(ping)衡，此(ci)時(shi)(shi)顆粒(li)(li)尺寸(cun)不(bu)再發生變化。但另一(yi)方面，研(yan)磨(mo)時(shi)(shi)間越長(chang)造成(cheng)的(de)(de)污染(ran)也就越嚴重。因此(ci)，理(li)想研(yan)磨(mo)時(shi)(shi)間要根據所需的(de)(de)結果(guo)，通過(guo)試(shi)驗綜(zong)合確(que)定。

　　4).研磨介質

　　選擇(ze)研(yan)磨介質時不僅(jin)要(yao)(yao)像研(yan)磨罐那樣考慮其材料和形狀(zhuang)如球(qiu)狀(zhuang)、棒(bang)狀(zhuang)等，還要(yao)(yao)考慮其密(mi)度(du)以及(ji)尺寸的(de)(de)大小和分布等，球(qiu)磨介質要(yao)(yao)有適當(dang)的(de)(de)密(mi)度(du)和尺寸以便對研(yan)磨物料產(chan)生足(zu)夠的(de)(de)沖(chong)擊，這些對完成的(de)(de)產(chan)物都有著(zhu)直接的(de)(de)影響，例如研(yan)磨Ti-Al混合(he)粉末時，若采用直徑為(wei)15mm的(de)(de)磨球(qiu)，之后(hou)可得(de)(de)到固(gu)溶體，而若采用直徑為(wei)25的(de)(de)磨球(qiu)，在同樣的(de)(de)條件下即使(shi)研(yan)磨更長的(de)(de)時間也(ye)得(de)(de)不到Ti-Al 固(gu)溶體。

　　5).球料比

　　球料(liao)比指(zhi)的(de)是(shi)研磨介質(zhi)與研磨物料(liao)的(de)重(zhong)量比，通常研磨介質(zhi)是(shi)球狀(zhuang)的(de)，故(gu)稱球料(liao)比。試驗研究用(yong)的(de)球料(liao)比在1：1～200：1范圍內(nei)，大多數(shu)情況下為(wei)10：1左右。當做小量生產或試驗時，這一比例(li)可高達50:1甚至100:1。

　　6).充填率

　　研(yan)磨(mo)介(jie)質(zhi)充填(tian)率(lv)(lv)指(zhi)的是(shi)(shi)研(yan)磨(mo)介(jie)質(zhi)的總體積(ji)(ji)占研(yan)磨(mo)罐(guan)的容積(ji)(ji)的百分率(lv)(lv) ，研(yan)磨(mo)物(wu)(wu)料的充填(tian)率(lv)(lv)指(zhi)的是(shi)(shi)研(yan)磨(mo)物(wu)(wu)料的松(song)散容積(ji)(ji)占研(yan)磨(mo)介(jie)質(zhi)之(zhi)間空隙的百分率(lv)(lv)。若充填(tian)率(lv)(lv)過小，則會使生(sheng)產率(lv)(lv)低下;若過高(gao)，則沒(mei)有足(zu)夠的空間使研(yan)磨(mo)介(jie)質(zhi)和(he)物(wu)(wu)料充分運動，以至于產生(sheng)的沖擊較小，而不利于合金化(hua)進(jin)程。一般來說(shuo)，研(yan)磨(mo)介(jie)質(zhi)充填(tian)率(lv)(lv)在60%-80%之(zhi)間 ，物(wu)(wu)料充填(tian)率(lv)(lv)在bai分百-130%之(zhi)間。

　　7).氣體環境

　　機(ji)械(xie)合(he)(he)金(jin)化(hua)(hua)(hua)是一(yi)個復雜的(de)(de)(de)(de)(de)固相(xiang)反應(ying)過(guo)程(cheng)(cheng)，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)(mo)氛圍、球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)(mo)強度、球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)(mo)時間等任意(yi)一(yi)個參(can)數的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)都會影響(xiang)合(he)(he)金(jin)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)甚(shen)至完(wan)成的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)物。在機(ji)械(xie)合(he)(he)金(jin)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)，由于球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)與球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)、球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)與罐之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)撞擊，機(ji)械(xie)能(neng)轉換成熱能(neng)，使得球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)(mo)罐內的(de)(de)(de)(de)(de)溫度升(sheng)得很高。同(tong)時，合(he)(he)金(jin)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)往往發(fa)生粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)細化(hua)(hua)(hua)，并引入缺陷，自由能(neng)升(sheng)高，很容易(yi)與球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)(mo)氛圍中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)氧等發(fa)生反應(ying)，因(yin)此一(yi)般機(ji)械(xie)合(he)(he)金(jin)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)均以(yi)惰(duo)性氣(qi)體，如氬氣(qi)等為保護(hu)氣(qi)體。球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)(mo)氣(qi)氛不(bu)同(tong)，會對合(he)(he)金(jin)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)方式、完(wan)成的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)物以(yi)及性質等造成顯著影。研磨(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)體環(huan)境是產(chan)生污染的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個重要因(yin)素，因(yin)此，一(yi)般在真(zhen)空或(huo)(huo)惰(duo)性氣(qi)體保護(hu)下(xia)進(jin)行。但有時為了te殊的(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)，也需(xu)要在te殊的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)體環(huan)境下(xia)研磨(mo)(mo)，例如當需(xu)要有相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)氮化(hua)(hua)(hua)物或(huo)(huo)氫(qing)(qing)化(hua)(hua)(hua)物生成時，可能(neng)會在氮氣(qi)或(huo)(huo)氫(qing)(qing)氣(qi)環(huan)境下(xia)進(jin)行研磨(mo)(mo)。

　　8).過程控(kong)制劑

　　在(zai)機械(xie)合(he)金化過程(cheng)中(zhong)粉末(mo)存(cun)在(zai)著(zhu)嚴重的(de)團聚(ju)、結塊和粘(zhan)壁(bi)(bi)現象大大阻礙了機械(xie)合(he)金化的(de)進程(cheng)。為此，常(chang)在(zai)過程(cheng)中(zhong)添加過程(cheng)控(kong)制劑，如硬脂酸(suan)、固體石蠟、液體酒精和四氯(lv)化碳等，以降低粉末(mo)的(de)團聚(ju)、粘(zhan)球、粘(zhan)壁(bi)(bi)以及研磨(mo)(mo)介質與研磨(mo)(mo)容器內壁(bi)(bi)的(de)磨(mo)(mo)損(sun)，可以較好地控(kong)制粉末(mo)的(de)成分(fen)和提高出粉率(lv)。

　　9).研磨溫度

　　無論MA完(wan)成(cheng)的(de)產物(wu)是(shi)固溶體、金屬(shu)間化(hua)合(he)物(wu)、納(na)米晶、還(huan)是(shi)非(fei)晶相(xiang)都涉及到(dao)擴(kuo)散(san)問題，而(er)擴(kuo)散(san)又受(shou)到(dao)研(yan)(yan)磨(mo)(mo)溫(wen)度(du)的(de)影響(xiang)，故溫(wen)度(du)也是(shi)MA的(de)一(yi)個重要(yao)影響(xiang)因(yin)素，例(li)如 Ni-50%Zr粉(fen)末系統在振動球磨(mo)(mo)時當(dang)在液氮冷卻下(xia)(xia)研(yan)(yan)磨(mo)(mo)15h沒發現非(fei)晶相(xiang)的(de)形成(cheng);而(er)在200oC下(xia)(xia)研(yan)(yan)磨(mo)(mo)則發現粉(fen)末物(wu)料wan全非(fei)晶化(hua);室(shi)溫(wen)下(xia)(xia)研(yan)(yan)磨(mo)(mo)時，則實現部(bu)分非(fei)晶化(hua)。

　　上述各因(yin)素并不是相互獨立的，例如(ru)理(li)想研磨時間依(yi)賴于研磨類型、介質(zhi)尺寸、研磨溫(wen)度以及(ji)球料(liao)比等。

　　機(ji)械合(he)金(jin)化(hua)合(he)成(cheng)(cheng)高(gao)熔點(dian)(dian)合(he)金(jin)或金(jin)屬間化(hua)合(he)物時具有如下優點(dian)(dian)：避(bi)開普(pu)通(tong)冶金(jin)方(fang)(fang)法(fa)的高(gao)溫(wen)熔化(hua)、凝固過程，在室溫(wen)下實現合(he)金(jin)化(hua)，得到(dao)均勻的具有精細結(jie)構的合(he)金(jin)，且產量(liang)較高(gao)，因而已成(cheng)(cheng)為生產常規手段難以(yi)制備(bei)的合(he)金(jin)及新材(cai)料的好方(fang)(fang)法(fa)。