工作原理

　　在研磨(mo)(mo)載體的(de)幾何(he)結(jie)構和te殊運(yun)動(dong)方式的(de)作(zuo)用下，研磨(mo)(mo)介(jie)質(zhi)與樣(yang)品直接所(suo)產生的(de)高(gao)頻率(lv)、高(gao)強(qiang)度的(de)碰撞、剪切(qie)、摩(mo)擦(ca)，使得樣(yang)品達到極(ji)其優良的(de)研磨(mo)(mo)效果，具有(you)處理(li)速度快，出樣(yang)粒度小、均勻、一致(zhi)等特(te)點。

　　產品概述

　　高neng球磨機和行星球磨機的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)原理一(yi)(yi)致，都(dou)是通過離(li)心(xin)力推動球(qiu)(qiu)(qiu)罐(guan)磨(mo)罐(guan)的(de)(de)(de)(de)介子與物(wu)料產生碰撞及研(yan)(yan)(yan)磨(mo)，研(yan)(yan)(yan)磨(mo)罐(guan)中的(de)(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)在與研(yan)(yan)(yan)磨(mo)罐(guan)一(yi)(yi)起運(yun)動時(shi)受到Coriolis力(自(zi)轉偏(pian)向力)的(de)(de)(de)(de)疊加影響(xiang)。這樣(yang)研(yan)(yan)(yan)磨(mo)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)運(yun)動產生了gao能(neng)來破碎(sui)樣(yang)品(pin)。作(zuo)用(yong)在研(yan)(yan)(yan)磨(mo)罐(guan)上的(de)(de)(de)(de)離(li)心(xin)力帶動研(yan)(yan)(yan)磨(mo)球(qiu)(qiu)(qiu)沿轉動的(de)(de)(de)(de)方向運(yun)動。由于研(yan)(yan)(yan)磨(mo)罐(guan)內壁和球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)速度(du)(du)不同，樣(yang)品(pin)和罐(guan)壁產生強(qiang)摩擦力和撞擊作(zuo)用(yong)，釋放出大量(liang)的(de)(de)(de)(de)動能(neng)。這種(zhong)撞擊和摩擦作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)組合使得(de)行星式球(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)儀研(yan)(yan)(yan)磨(mo)時(shi)的(de)(de)(de)(de)粉(fen)碎(sui)度(du)(du)極(ji)gao，促(cu)成另一(yi)(yi)個實驗結果(guo)“機械合金化”.

　　機(ji)械合金(jin)化是指金(jin)屬或合金(jin)粉(fen)末(mo)在機(ji)械合金(jin)化行星式球磨機(ji)中通過粉(fen)末(mo)顆(ke)粒(li)與磨球之間長時間激烈地(di)沖擊、碰(peng)撞，使粉(fen)末(mo)顆(ke)粒(li)反(fan)復產生冷焊、斷裂，導致粉(fen)末(mo)顆(ke)粒(li)中原子擴(kuo)散，從(cong)而獲得合金(jin)化粉(fen)末(mo)的(de)一種(zhong)粉(fen)末(mo)制備技術。

　　機(ji)械合(he)金(jin)(jin)化(hua)粉末并非像(xiang)金(jin)(jin)屬或(huo)合(he)金(jin)(jin)熔鑄(zhu)后形成的(de)合(he)金(jin)(jin)材料那(nei)樣，各(ge)(ge)組(zu)(zu)元之間(jian)(jian)充分達到(dao)原子間(jian)(jian)結合(he)，形成均(jun)勻的(de)固溶體(ti)或(huo)化(hua)合(he)物(wu)。在大多數情況下，在有限(xian)的(de)球磨時(shi)間(jian)(jian)內僅僅使各(ge)(ge)組(zu)(zu)元在那(nei)些(xie)相接觸的(de)點、線和面(mian)上達到(dao)或(huo)趨近原子級(ji)距離，并且終得到(dao)的(de)只是各(ge)(ge)組(zu)(zu)元分布(bu)十分均(jun)勻的(de)混合(he)物(wu)或(huo)復合(he)物(wu)。當球磨時(shi)間(jian)(jian)非常長時(shi)，在某些(xie)體(ti)系中(zhong)也(ye)可通過固態(tai)擴散(san)，使各(ge)(ge)組(zu)(zu)元達到(dao)原子間(jian)(jian)結合(he)而形成合(he)金(jin)(jin)或(huo)化(hua)合(he)物(wu)。

　　產品選型

　　gao能(neng)(neng)(neng)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)機(ji)(ji)的選型需(xu)(xu)具備幾個條件，速度bi須符合(he)達到(dao)(dao)yi定(ding)高速，按國(guo)內2L行星球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)機(ji)(ji)來計算，行星主盤直徑需(xu)(xu)達到(dao)(dao)36cm，公轉轉速需(xu)(xu)達到(dao)(dao)360r/min，自轉轉速需(xu)(xu)達到(dao)(dao)720r/min，低于此轉速樣品(pin)很(hen)難得(de)到(dao)(dao)強撞擊力，無法(fa)得(de)到(dao)(dao)大量的動(dong)能(neng)(neng)(neng)，樣品(pin)無法(fa)得(de)到(dao)(dao)gao能(neng)(neng)(neng)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo).我公司每個型號球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)罐(guan)與介子(zi)材質則選擇如下(xia)，不(bu)銹鋼(gang)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)罐(guan)，氧(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)罐(guan)，剛玉球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)罐(guan)，硬(ying)質合(he)金球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)罐(guan)，真空氣氛保(bao)護球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)罐(guan)，氧(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)，不(bu)銹鋼(gang)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)，硬(ying)質合(he)金球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)，其他(ta)如瑪瑙，尼龍，聚氨酯，聚四氟都無法(fa)做(zuo)得(de)到(dao)(dao)gao能(neng)(neng)(neng)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(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)者不銹鋼真空(kong)(kong)手套箱使(shi)用，du絕前處理與后處理樣(yang)品(pin)接觸空(kong)(kong)氣.

　　應用領域

　　米淇機械合金化(hua)(hua)行(xing)星式球磨機，應用(yong)領(ling)域(yu)有(you)：納米材料、MLCC、氧(yang)化(hua)(hua)鋅粉(fen)(fen)(fen)料、氧(yang)化(hua)(hua)鈷粉(fen)(fen)(fen)料、Ni-Zn鐵氧(yang)體、Mn-Zn鐵氧(yang)體化(hua)(hua)學品(pin)、催化(hua)(hua)劑、建筑材料礦物及冶(ye)金及金屬電(dian)子合金、煤礦、焦炭、鐵礦石、金屬氧(yang)化(hua)(hua)物、石英(ying)、次(ci)寶石、礦渣(zha)、磁性材料、鈷酸鋰、錳酸鋰、催化(hua)(hua)劑、熒(ying)光粉(fen)(fen)(fen)、長余輝發光粉(fen)(fen)(fen)、稀土拋光粉(fen)(fen)(fen)、電(dian)子玻璃粉(fen)(fen)(fen)、燃料電(dian)池、氧(yang)化(hua)(hua)鋅壓敏電(dian)阻等(deng)等(deng)。

　　響影(ying)響機(ji)械合金化的因素

　　機械合金化(hua)是一(yi)(yi)個復雜的過程(cheng)，因此要(yao)獲(huo)得理想(xiang)的相(xiang)和微觀結(jie)構，就(jiu)需要(yao)優化(hua)設計一(yi)(yi)系(xi)列的影(ying)響參(can)(can)數。下面列舉一(yi)(yi)些對機械合金化(hua)結(jie)果有重(zhong)大影(ying)響的參(can)(can)數。

　　1).研磨裝置

　　研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)類型生(sheng)產機械合(he)金(jin)(jin)化粉末的(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)裝置是(shi)多種多樣(yang)的(de)(de)(de)，如(ru)：行(xing)星磨(mo)(mo)、振動磨(mo)(mo)、攪拌磨(mo)(mo)等。它們的(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)能量、研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)效率、物料(liao)的(de)(de)(de)污染程(cheng)度以及研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)介(jie)質與研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)罐內(nei)(nei)壁(bi)的(de)(de)(de)力的(de)(de)(de)作用各不(bu)相(xiang)同，故對(dui)研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)結(jie)果起著至關重要的(de)(de)(de)影響(xiang)。研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)罐的(de)(de)(de)材料(liao)及形狀對(dui)研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)結(jie)果有重要影響(xiang)。在(zai)過程(cheng)中(zhong)，研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)介(jie)質對(dui)研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)容(rong)(rong)器(qi)內(nei)(nei)壁(bi)的(de)(de)(de)撞擊和摩擦(ca)作用會使研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)容(rong)(rong)器(qi)內(nei)(nei)壁(bi)的(de)(de)(de)部分材料(liao)脫落而(er)進(jin)入研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)物料(liao)中(zhong)造成污染。常用的(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)罐的(de)(de)(de)材料(liao)通常為(wei)淬火(huo)鋼(gang)(gang)、工具鋼(gang)(gang)、不(bu)銹鋼(gang)(gang)、P>K>5或P>;內(nei)(nei)襯淬火(huo)鋼(gang)(gang)、硬質合(he)金(jin)(jin)等。有時(shi)為(wei)了te殊的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)而(er)選用te殊的(de)(de)(de)材料(liao)，例如(ru)：研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)物料(liao)中(zhong)含有銅(tong)或鈦時(shi)，為(wei)了減(jian)少污染而(er)選用銅(tong)或鈦研(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)罐。

　　2).研磨速度

　　研磨機的轉速越(yue)高(gao)，就會有(you)越(yue)多的能量傳遞給(gei)研磨物(wu)料。另一方面，轉速過高(gao)會使研磨系統(tong)溫(wen)升過快，溫(wen)度過高(gao)，有(you)時這是不(bu)利的，例如較高(gao)的溫(wen)度可能會導致在過程中需要形成的過飽和固(gu)溶(rong)體、非晶相(xiang)(xiang)或其它亞穩(wen)態相(xiang)(xiang)的分(fen)解。

　　3).研磨時間

　　研磨(mo)(mo)(mo)時(shi)間是影響結果(guo)的(de)重(zhong)(zhong)要因(yin)素之一(yi)。在yi定(ding)的(de)條件(jian)下，隨著研磨(mo)(mo)(mo)的(de)進程，合金化程度(du)會(hui)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)高(gao)，顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)尺寸會(hui)逐漸減(jian)小(xiao)而后形成(cheng)一(yi)個穩定(ding)的(de)平衡態，即(ji)顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)的(de)冷焊和破碎達(da)到一(yi)動態平衡，此時(shi)顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)尺寸不再(zai)發生變化。但另一(yi)方面，研磨(mo)(mo)(mo)時(shi)間越(yue)(yue)長造成(cheng)的(de)污染也(ye)就越(yue)(yue)嚴重(zhong)(zhong)。因(yin)此，理想研磨(mo)(mo)(mo)時(shi)間要根據所(suo)需的(de)結果(guo)，通過試驗綜合確定(ding)。

　　4).研磨介質

　　選擇(ze)研(yan)磨介質(zhi)時(shi)不(bu)僅(jin)要像(xiang)研(yan)磨罐(guan)那樣(yang)考(kao)慮其(qi)材料(liao)和(he)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)如球狀(zhuang)(zhuang)、棒狀(zhuang)(zhuang)等，還(huan)要考(kao)慮其(qi)密度(du)以及尺寸(cun)的大小(xiao)和(he)分布等，球磨介質(zhi)要有適當的密度(du)和(he)尺寸(cun)以便對研(yan)磨物(wu)(wu)料(liao)產生足(zu)夠的沖擊，這些對完成的產物(wu)(wu)都有著直接的影響(xiang)，例如研(yan)磨Ti-Al混合粉末時(shi)，若采用直徑(jing)為(wei)15mm的磨球，之后可得到(dao)固溶(rong)體(ti)，而(er)若采用直徑(jing)為(wei)25的磨球，在同樣(yang)的條件下(xia)即使研(yan)磨更長的時(shi)間也得不(bu)到(dao)Ti-Al 固溶(rong)體(ti)。

　　5).球料比

　　球料(liao)比(bi)指的是(shi)研(yan)磨(mo)介(jie)質(zhi)與研(yan)磨(mo)物料(liao)的重量比(bi)，通(tong)常研(yan)磨(mo)介(jie)質(zhi)是(shi)球狀的，故(gu)稱球料(liao)比(bi)。試驗(yan)研(yan)究用的球料(liao)比(bi)在1：1～200：1范圍內，大多數情況下為10：1左右(you)。當做(zuo)小量生產或試驗(yan)時(shi)，這一(yi)比(bi)例可(ke)高達50:1甚至100:1。

　　6).充填率

　　研(yan)磨(mo)(mo)介(jie)質充(chong)填(tian)(tian)(tian)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)指的是研(yan)磨(mo)(mo)介(jie)質的總體積(ji)占研(yan)磨(mo)(mo)罐的容積(ji)的百分(fen)(fen)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv) ，研(yan)磨(mo)(mo)物(wu)(wu)(wu)料的充(chong)填(tian)(tian)(tian)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)指的是研(yan)磨(mo)(mo)物(wu)(wu)(wu)料的松散容積(ji)占研(yan)磨(mo)(mo)介(jie)質之(zhi)間(jian)(jian)空(kong)隙的百分(fen)(fen)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)。若充(chong)填(tian)(tian)(tian)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)過小，則會使(shi)生產(chan)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)低下;若過高，則沒有足夠的空(kong)間(jian)(jian)使(shi)研(yan)磨(mo)(mo)介(jie)質和物(wu)(wu)(wu)料充(chong)分(fen)(fen)運動，以至于產(chan)生的沖擊較小，而不利于合金化(hua)進程(cheng)。一般來說(shuo)，研(yan)磨(mo)(mo)介(jie)質充(chong)填(tian)(tian)(tian)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)在(zai)60%-80%之(zhi)間(jian)(jian) ，物(wu)(wu)(wu)料充(chong)填(tian)(tian)(tian)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)在(zai)bai分(fen)(fen)百-130%之(zhi)間(jian)(jian)。

　　7).氣體環境

　　機(ji)械合(he)金(jin)化(hua)(hua)是(shi)一(yi)(yi)(yi)個復雜的(de)(de)固(gu)相(xiang)(xiang)反應(ying)(ying)過(guo)程(cheng)，球磨(mo)(mo)(mo)氛圍、球磨(mo)(mo)(mo)強度(du)(du)、球磨(mo)(mo)(mo)時(shi)(shi)間等任意一(yi)(yi)(yi)個參數(shu)的(de)(de)變化(hua)(hua)都會影響合(he)金(jin)化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)甚至(zhi)完成的(de)(de)產物(wu)。在機(ji)械合(he)金(jin)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)中(zhong)，由于球與(yu)球、球與(yu)罐之間的(de)(de)撞擊(ji)，機(ji)械能(neng)轉換(huan)成熱能(neng)，使(shi)得球磨(mo)(mo)(mo)罐內的(de)(de)溫度(du)(du)升(sheng)得很高(gao)。同(tong)時(shi)(shi)，合(he)金(jin)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)中(zhong)往往發(fa)生(sheng)(sheng)粒子的(de)(de)細化(hua)(hua)，并引入缺(que)陷，自由能(neng)升(sheng)高(gao)，很容易(yi)與(yu)球磨(mo)(mo)(mo)氛圍中(zhong)的(de)(de)氧(yang)等發(fa)生(sheng)(sheng)反應(ying)(ying)，因(yin)(yin)此一(yi)(yi)(yi)般機(ji)械合(he)金(jin)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)中(zhong)均以(yi)惰性(xing)氣(qi)(qi)(qi)體，如(ru)氬氣(qi)(qi)(qi)等為(wei)保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體。球磨(mo)(mo)(mo)氣(qi)(qi)(qi)氛不同(tong)，會對合(he)金(jin)化(hua)(hua)的(de)(de)反應(ying)(ying)方式、完成的(de)(de)產物(wu)以(yi)及性(xing)質等造成顯著影。研磨(mo)(mo)(mo)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體環(huan)境(jing)是(shi)產生(sheng)(sheng)污染的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個重要(yao)因(yin)(yin)素，因(yin)(yin)此，一(yi)(yi)(yi)般在真(zhen)空或惰性(xing)氣(qi)(qi)(qi)體保(bao)護(hu)下(xia)(xia)進行。但有時(shi)(shi)為(wei)了te殊的(de)(de)目(mu)的(de)(de)，也(ye)需(xu)要(yao)在te殊的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體環(huan)境(jing)下(xia)(xia)研磨(mo)(mo)(mo)，例如(ru)當需(xu)要(yao)有相(xiang)(xiang)應(ying)(ying)的(de)(de)氮化(hua)(hua)物(wu)或氫(qing)化(hua)(hua)物(wu)生(sheng)(sheng)成時(shi)(shi)，可(ke)能(neng)會在氮氣(qi)(qi)(qi)或氫(qing)氣(qi)(qi)(qi)環(huan)境(jing)下(xia)(xia)進行研磨(mo)(mo)(mo)。

　　8).過(guo)程控制劑

　　在機械(xie)(xie)合(he)金化(hua)過(guo)程(cheng)中(zhong)粉(fen)末(mo)存(cun)在著嚴重的(de)(de)(de)團聚、結塊和粘(zhan)(zhan)(zhan)壁(bi)現象大大阻(zu)礙(ai)了機械(xie)(xie)合(he)金化(hua)的(de)(de)(de)進程(cheng)。為此(ci)，常(chang)在過(guo)程(cheng)中(zhong)添加過(guo)程(cheng)控(kong)(kong)制劑，如硬脂酸、固(gu)體石蠟、液(ye)體酒精和四(si)氯化(hua)碳等，以降低粉(fen)末(mo)的(de)(de)(de)團聚、粘(zhan)(zhan)(zhan)球(qiu)、粘(zhan)(zhan)(zhan)壁(bi)以及研(yan)(yan)磨介質與(yu)研(yan)(yan)磨容器內壁(bi)的(de)(de)(de)磨損，可以較好(hao)地控(kong)(kong)制粉(fen)末(mo)的(de)(de)(de)成分和提高出粉(fen)率。

　　9).研磨溫度

　　無論MA完(wan)成的(de)產物是(shi)固溶體、金屬間化(hua)合(he)物、納米晶、還是(shi)非晶相都涉及到擴散問題，而擴散又受到研磨溫(wen)度(du)的(de)影響，故溫(wen)度(du)也是(shi)MA的(de)一個重要影響因素，例如(ru) Ni-50%Zr粉末系統在(zai)振動球磨時當(dang)在(zai)液氮冷卻(que)下(xia)研磨15h沒發(fa)現(xian)非晶相的(de)形成;而在(zai)200oC下(xia)研磨則發(fa)現(xian)粉末物料wan全非晶化(hua);室溫(wen)下(xia)研磨時，則實(shi)現(xian)部(bu)分非晶化(hua)。

　　上述各因素并不是相互獨立的，例如(ru)理想研磨時間依賴于研磨類型、介質尺(chi)寸、研磨溫(wen)度以及球料比等。

　　機械合金(jin)(jin)化合成高(gao)熔點合金(jin)(jin)或金(jin)(jin)屬(shu)間化合物(wu)時具有如下優點：避(bi)開普通冶金(jin)(jin)方(fang)法(fa)的高(gao)溫熔化、凝固過程，在(zai)室(shi)溫下實現合金(jin)(jin)化，得(de)到均勻的具有精細結構的合金(jin)(jin)，且(qie)產量較(jiao)高(gao)，因(yin)而已成為生(sheng)產常(chang)規(gui)手段難以制(zhi)備(bei)的合金(jin)(jin)及新材料的好方(fang)法(fa)。