অত্যন্ত কার্যকরী, কমপ্যাক্ট ডিভাইস আধা-বৃত্তাকার ন্যানো-স্কেল ল্যাবরেটরি প্ল্যানেটারি গ্রাইন্ডিং মেশিন
"আধা-বৃত্তাকার প্ল্যানেটারি বল মিল", "ন্যানো-স্কেল ল্যাবরেটরি প্ল্যানেটারি গ্রাইন্ডিং মেশিন", এবং "ছোট এবং দ্রুত বল মিল" শব্দগুলি সবই একটি অত্যন্ত কার্যকরী, কমপ্যাক্ট ডিভাইসকে বর্ণনা করে যা ন্যানোমিটার স্কেল পর্যন্ত উপকরণগুলির অতি-সূক্ষ্ম গ্রাইন্ডিং এবং মিশ্রণের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এটি উন্নত গবেষণা এবং উন্নয়ন পরীক্ষাগারগুলির জন্য একটি অপরিহার্য সরঞ্জাম।
এটি একটি উচ্চ-প্রযুক্তি, নির্ভুলতা সম্পন্ন কিচেন ব্লেন্ডারের মতো, তবে একটি স্পিনিং ব্লেডের পরিবর্তে, এটি জারগুলির ভিতরে নমুনার উপর আঘাত করা গ্রাইন্ডিং বলগুলির বিশাল শক্তি ব্যবহার করে। "প্ল্যানেটারি" গতি তার উচ্চ কর্মক্ষমতা এবং ন্যানোস্কেল কণা অর্জনের ক্ষমতার চাবিকাঠি।
নামের বিস্তারিত বিশ্লেষণ
প্ল্যানেটারি বল মিল:এটি মূল প্রযুক্তিগত শব্দ। এটি মিলের অনন্য গতির ধরণকে বোঝায়। গ্রাইন্ডিং জারগুলি (যেমন "গ্রহ") তাদের নিজস্ব অক্ষের উপর ঘোরে এবং একই সাথে একটি কেন্দ্রীয় অক্ষের চারপাশে ঘোরে (যেমন একটি "সূর্য")। এই সংমিশ্রণটি খুব উচ্চ কেন্দ্রাতিগ শক্তি তৈরি করে।
আধা-বৃত্তাকার:এটি মিলের প্ল্যাটফর্ম বা জারের পথের নির্দিষ্ট নকশা বর্ণনা করে। একটি সম্পূর্ণ বৃত্তের পরিবর্তে, গ্রাইন্ডিং জারগুলি এমন একটি প্ল্যাটফর্মে মাউন্ট করা হয় যা আধা-বৃত্তাকার বা আর্ক-এর মতো পথে চলে। এই ডিজাইনটি প্রায়শই আরও কমপ্যাক্ট হয় এবং প্রয়োজনীয় প্রভাব শক্তি তৈরি করার জন্য খুব কার্যকর হতে পারে।
ন্যানো-স্কেল:এটি প্রাথমিক অ্যাপ্লিকেশন এবং ক্ষমতা। এটি নির্দেশ করে যে মেশিনটি ন্যানোমিটার পরিসরে (সাধারণত 1 - 100 ন্যানোমিটার) কণার আকার কমাতে ইঞ্জিনিয়ার করা হয়েছে। এর জন্য গতি, সময় এবং গ্রাইন্ডিং মিডিয়ার উপর সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন।
ল্যাবরেটরি গ্রাইন্ডিং মেশিন:এটি এর প্রেক্ষাপট এবং স্কেল সংজ্ঞায়িত করে। এটি বৃহৎ-স্কেল শিল্প উৎপাদনের জন্য নয়, R&D-এর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এটি ছোট ব্যাচের আকার পরিচালনা করে (প্রায়শই 0.1g থেকে 100g পর্যন্ত) এবং নির্ভুলতা, নিয়ন্ত্রণ এবং পুনরুৎপাদনযোগ্যতাকে অগ্রাধিকার দেয়।
ছোট এবং দ্রুত:এগুলি কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্য। "ছোট" তার কমপ্যাক্ট ফুটপ্রিন্টকে বোঝায়, যা ল্যাব বেঞ্চের জন্য উপযুক্ত, এবং এর ছোট ব্যাচ প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতা। "দ্রুত" তার উচ্চ ঘূর্ণন গতি (RPM) বোঝায়, যা প্রচলিত বল মিলের তুলনায় পছন্দসই সূক্ষ্মতা অর্জনের জন্য সংক্ষিপ্ত প্রক্রিয়াকরণ সময়ে অনুবাদ করে।
প্রধান উপাদান
- গ্রাইন্ডিং জার (মিল পাত্র):
- সাধারণত জোড়ায় আসে (ভারসাম্যের জন্য)। এমন উপকরণ দিয়ে তৈরি যা নমুনাকে দূষিত করে না, যেমন:
- আগার (পলি-স্টাইরিন): দূষণমুক্ত, কম-শক্তির গ্রাইন্ডিংয়ের জন্য।
- স্টেইনলেস স্টীল: টেকসই, কঠিন উপাদানের জন্য।
- টাংস্টেন কার্বাইড: অত্যন্ত কঠিন, খুব ঘষিয়া তুলিয়া ফেলার যোগ্য উপাদানের জন্য।
- জিরকোনিয়া (ZrO₂): কঠোরতা, পরিধান প্রতিরোধের এবং কম দূষণের চমৎকার সংমিশ্রণ; ন্যানো-গ্রাইন্ডিংয়ের জন্য খুব সাধারণ।
- PTFE (টেফলন) বা নাইলন: রাসায়নিক প্রতিরোধের জন্য।
- গ্রাইন্ডিং বল (মিডিয়া):
- ছোট গোলক যা নমুনার সাথে জার দখল করে। ন্যানো-স্কেল ফলাফল অর্জনের জন্য তাদের আকার এবং উপাদান অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
- আকার:0.1 মিমি থেকে 20 মিমি পর্যন্ত। ছোট বল (যেমন, 1-3 মিমি) ন্যানো-গ্রাইন্ডিংয়ের জন্য ব্যবহৃত হয় কারণ তারা আরও প্রভাব বিন্দু এবং গ্রাইন্ডিংয়ের জন্য একটি বৃহত্তর মোট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল সরবরাহ করে।
- উপাদান:জার উপাদানের সাথে মিলতে হবে বা তার চেয়ে কঠিন হতে হবে (যেমন, জিরকোনিয়া, অ্যাগেট, স্টেইনলেস স্টীল)।
- প্রধান ড্রাইভ এবং প্ল্যানেটারি ডিস্ক:মেশিনের কেন্দ্র। একটি শক্তিশালী মোটর কেন্দ্রীয় ডিস্ক (সূর্য চাকা) ঘোরায়, যা ঘুরে ঘুরে জার-হোল্ডিং প্ল্যাটফর্মগুলিকে (গ্রহের চাকা) ঘোরায়।
- নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা:এর সুনির্দিষ্ট সেটিংয়ের জন্য একটি ডিজিটাল ইন্টারফেস (প্রায়শই একটি এলসিডি স্ক্রিনের সাথে):
- ঘূর্ণন গতি (RPM):শক্তি ইনপুট নিয়ন্ত্রণ করে। উচ্চ RPM = উচ্চ শক্তি = সূক্ষ্ম কণা/দ্রুত গ্রাইন্ডিং।
- গ্রাইন্ডিং সময়:মিনিট থেকে কয়েক ঘন্টা পর্যন্ত, উপাদান জমাট বাঁধা রোধ করতে স্বয়ংক্রিয়-রিভার্স কার্যকারিতা সহ।
- পজ/সাইকেল সেটিংস:জটিল গ্রাইন্ডিং প্রোটোকলের জন্য।
- নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্য:
- যান্ত্রিক লক: মেশিনটি চলমান অবস্থায় ঢাকনা খোলা থেকে বাধা দেয়।
- নিরাপত্তা ইন্টারলক: ঢাকনা খুললে স্বয়ংক্রিয়ভাবে পাওয়ার বন্ধ করে দেয়।
- অতিরিক্ত গতি এবং অতিরিক্ত তাপমাত্রা সুরক্ষা: মোটর এবং নমুনাকে রক্ষা করে।
কাজের নীতি: "প্ল্যানেটারি" গতি
জাদুটি দুটি ধরণের ঘূর্ণনের মিথস্ক্রিয়ায় নিহিত:
- বিপ্লব:জার ধারণকারী পুরো প্ল্যাটফর্মটি মিলের কেন্দ্রীয় অক্ষের চারপাশে ঘোরে (পৃথিবীর সূর্যের চারপাশে ঘোরার মতো)।
- ঘূর্ণন:প্রতিটি পৃথক জার তার নিজস্ব অক্ষের চারপাশে ঘোরে, বিপ্লবের বিপরীত দিকে (এটি স্ট্যান্ডার্ড এবং সবচেয়ে কার্যকর কনফিগারেশন)।
এই দ্বৈত গতি শক্তিশালী কোরিওলিস শক্তি তৈরি করে। গ্রাইন্ডিং বলগুলি প্রথমে ঘূর্ণনের কারণে জার ওয়াল থেকে দূরে নিক্ষিপ্ত হয়, তবে বিপ্লবের মাধ্যমে একটি ভিন্ন পথে টানা হয়। ফলস্বরূপ, বলগুলি একটি জটিল পথ অনুসরণ করে, জার ওয়ালের সাথে বিশাল শক্তি দিয়ে নমুনার উপর প্রভাব ফেলে।
"আধা-বৃত্তাকার" পথটি একটি প্রকৌশল নকশা যা আরও কমপ্যাক্ট পদ্ধতিতে এই উচ্চ-প্রভাব শক্তিগুলিকে দক্ষতার সাথে তৈরি করে, যা মেশিনটিকে "ছোট এবং দ্রুত" করে তোলে।
অ্যাপ্লিকেশন: এটি কিসের জন্য ব্যবহৃত হয়?
এই মেশিনটি এমন ক্ষেত্রগুলিতে অপরিহার্য যেখানে ন্যানোস্কেলে উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ:
- উপাদান বিজ্ঞান:
- ন্যানো-পাউডার সংশ্লেষণ (ধাতু, সিরামিক, অক্সাইড)।
- ধাতুগুলির যান্ত্রিক মিশ্রণ।
- সংমিশ্রিত উপকরণ প্রস্তুত করা।
- ফার্মাসিউটিক্যালস:
- তাদের জৈব-উপলভ্যতা বাড়ানোর জন্য দুর্বলভাবে দ্রবণীয় ওষুধের ন্যানো-সাইজিং (ন্যানো-মিলিং)।
- ভূবিদ্যা ও খনি:
- XRF (এক্স-রে ফ্লুরোসেন্স) বা অন্যান্য রাসায়নিক বিশ্লেষণের জন্য শিলা এবং মাটির নমুনা প্রস্তুত করা।
- রসায়ন:
- সলিড-স্টেট রাসায়নিক বিক্রিয়া (মেকানোক্যামিস্ট্রি)।
- উচ্চ পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল সহ অনুঘটক তৈরি করা।
- ইলেকট্রনিক্স:
- কার্যকরী সিরামিক এবং ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির জন্য অগ্রদূত পাউডার প্রস্তুত করা।
- জীববিদ্যা:
- কোষের বিভাজন এবং ডিএনএ/আরএনএ নিষ্কাশন (বিশেষ জার এবং মিডিয়া ব্যবহার করে)।
সুবিধার সারসংক্ষেপ
- উচ্চ গ্রাইন্ডিং দক্ষতা: ঐতিহ্যবাহী বল মিলের চেয়ে অনেক দ্রুত ন্যানো-স্কেল সূক্ষ্মতা অর্জন করে।
- সঠিক নিয়ন্ত্রণ: ডিজিটাল সেটিংস নির্ভরযোগ্য ফলাফলের নিশ্চয়তা দেয়।
- বহুমুখীতা: পরামিতিগুলি সামঞ্জস্য করে বিস্তৃত উপকরণ (ভঙ্গুর, তন্তুযুক্ত, নরম, শক্ত) পরিচালনা করতে পারে।
- একাধিক গ্রাইন্ডিং মোড: শুকনো গ্রাইন্ডিং, ভেজা গ্রাইন্ডিং (একটি দ্রাবক সহ), বা জড়-বায়ুমণ্ডল গ্রাইন্ডিং (ভ্যাকুয়াম জার ব্যবহার করে) এর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।
- কমপ্যাক্ট আকার: মূল্যবান ল্যাব স্থান বাঁচায়।
- নিরাপত্তা: বিল্ট-ইন ইন্টারলক এবং শক্তিশালী ডিজাইন ব্যবহারকারীকে রক্ষা করে।
পণ্যের ছবি
সামনের দৃশ্য
পার্শ্ব দৃশ্য
অপারেশন ভিউ
গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়া
নিয়ন্ত্রণ প্যানেল