آسیاب گلوله‌ای سیاره‌ای کوچک آزمایشگاهی، پودرکن خشک و تر، آماده‌سازی نمونه نانو، آسیاب خاک بی‌صدا

درآزمایشگاه آسیاب گلوله ای سیاره ای کوچکیک تجهیزات خردکننده فشرده و با کارایی بالا است که برای پردازش دقیق نمونه در تحقیقات علمی، آزمایش مواد و سناریوهای تولید دسته کوچک طراحی شده است.این یکپارچه سازی قابلیت های هسته ای متعدد ٪ خشک و خیس پودر، آماده سازی نمونه در سطح نانو، و خرد کردن خاک ساکت باعث می شود که آن را به یک ابزار متنوع برای زمینه هایی مانند علوم مواد، زمین شناسی، مهندسی محیط زیست و فناوری نانو تبدیل کند.

اصطلاح "سیاره ای" کلید کار آن است. آسیاب معمولاً دارای یک یا چند گلدان آسیاب است که بر روی یک دیسک چرخشی ، که به عنوان چرخ خورشید یا دیسک سیاره ای شناخته می شود ، مرتب شده است.

• چرخش دوگانه:هر بطری آسیاب در اطراف محور مرکزی خود (انقلاب) می چرخد. همزمان، کل دیسک سیاره ای در جهت مخالف در اطراف محور مرکزی مشترک (گردش) می چرخد.

• نیروهای منحرف:اين چرخش دوگانه نيروهاي بسیار بالاتري از مركز دوري را به وجود مي آورد.که منجر به یک مسیر پیچیده می شود که در آن آنها به دیواره های قوطی و یکدیگر با انرژی فوق العاده ای ضربه می زنند.

• مکانیسم خرد کردن:The combination of impact (from the balls hitting the material against the jar wall) and friction (from the balls rolling and sliding against each other and the jar) results in extremely effective and rapid pulverization of the sample material.

نسبت سرعت چرخش دیسک سیاره ای و قوطی های خرد کننده، انرژی وارد شده و در نتیجه، ظرافت خرد کردن را تعیین می کند.

• سیستم اصلی درایو و کنترل:موتور و کنترل کننده الکترونیکی اجازه تنظیم دقیق و تنظیم سرعت چرخش (RPM) و زمان آسیاب را می دهد.بسیاری از مدل های پیشرفته دارای چرخه های قابل برنامه ریزی و چرخش معکوس برای جلوگیری از بسته بندی مواد هستند.

• دیسک سیاره ای (چرخ خورشید):پلتفرم چرخشی که قوطی های خرد کننده روی آن نصب شده اند.

• قوطی های خرد کننده:در اندازه های مختلف (به عنوان مثال، 50ml، 100ml، 250ml، 500ml) و مواد مناسب برای کاربردهای مختلف:

  • از فولاد ضد زنگ:قدرت مکانیکی بالا، مناسب برای مواد سخت.

  • آگات (کروندوم سینتر شده):از نظر شيميايي بی اثر است و براي اجتناب از آلودگی فلزي، مخصوصا در ژئولوژي و سراميك مناسب است.

  • کاربید ولتفستم:بسیار سخت و مقاوم به لباس برای سخت ترین مواد.

  • زیرکونیا (ZrO2):مقاومت بسیار عالی در برابر فرسایش و ایده آل برای نانومولیدن به دلیل تراکم و سختی بالا.

  • نایلون/PTFE:برای کاربردهایی که باید از آلودگی فلز اجتناب شود و ماده بیش از حد سخت نباشد.

• توپ های خرد کننده (مدیای خرد کننده):همچنین در همان محدوده مواد موجود است. اندازه توپ ها (به عنوان مثال، 3mm، 5mm، 10mm) بسیار مهم است؛ توپ های کوچکتر نقاط تماس بیشتری را برای خرد کردن ظریف تر فراهم می کنند.در حالی که توپ های بزرگتر انرژی ضربه بیشتری را برای کاهش اندازه اولیه ارائه می دهند.

آسیاب می تواند در دو حالت اساسی کار کند:

• خرد کردن خشک:نمونه در قالب پودر خشک وارد قوطی می شود.

  • مزایا:راه اندازی ساده تر، پردازش بعدی آسان تر (فقط شیشه را خالی کنید).

  • چالش ها:می تواند منجر به تجمع (گرده های چسبنده به هم) یا بسته شدن در دیواره های شیشه در هنگام خرد کردن به اندازه های بسیار کوچک شود. اغلب نیاز به استفاده از یک عامل کنترل فرآیند (PCA) برای جلوگیری از این امر دارد.

  • برای:مواد شکننده، سنگ شکن اولیه، مواد ناسازگار با مایعات.

• خرد کردن خیس:نمونه در مایع (آب، الکل، هکسان و غیره) در داخل شیشه تعلیق می شود.

  • مزایا:این مایع به عنوان یک روان کننده و مایع خنک کننده عمل می کند، تولید گرما را کاهش می دهد. این به پراکنده شدن ذرات کمک می کند، از جمع شدن مجدد جلوگیری می کند و منجر به یک خرد کردن یکنواخت تر و ظریف تر می شود.برای دستیابی به ذرات واقعی در مقیاس نانومتری ضروری است.

  • چالش ها:نیاز به یک مرحله اضافی از جدا کردن مایع از پودر پس از آسیاب (به عنوان مثال، با تبخیر یا فیلتر) است.

  • برای:نانومولینگ، آماده سازی معلقات پایدار (سلواری) ، آسیاب مواد انعطاف پذیر.

1. آماده سازی نمونه نانو

   برای دستیابی به اندازه نانوذرات (<100 نانومتر) نیاز به شرایط بهینه شده است:

   • خرد کردن رطوبت اجباری است:براي غلبه بر نيروهاي وان در وال که باعث جمع شدن نانوذرات مي شوند

   • رسانه های خردکن کوچک:استفاده از توپ های بسیار کوچک (به عنوان مثال، 0.1mm به 1mm) تعداد نقاط تماس را افزایش می دهد و باعث پراکندگی دقیق تر می شود.

   • سرعت و زمان مطلوب:زمان فرش طولانی تر در یک سرعت به درستی کالیبر شده مورد نیاز است. سرعت بیش از حد می تواند گرمای بیش از حد تولید کند که ممکن است نمونه را تخریب کند.

   • مواد مناسب قوطی یا توپ:زیرکونیا اغلب به دلیل تراکم بالا و حداقل آلودگی آن ترجیح داده می شود.

2. خرد کردن خاک خاموش

   اصطلاح "خاموش" به مدل هایی اشاره دارد که به طور خاص با فناوری های خنک کننده نویز طراحی شده اند.

   • محفظه ضد صوتی:اتاق آسیاب با فوم صوتی یا سایر مواد جذب کننده صدا پوشانده شده است.

   • ميكانيك راننده ي بهبود يافته:استفاده از دنده های آهسته و دقیق تر و چسب های خنک کننده لرزش برای کاهش سر و صدای مکانیکی.

   • اهمیت برای خرد کردن خاک:در حالی که نمونه های خاک به طور استثنایی سخت نیستند، فرآیند خرد کردن می تواند طولانی باشد. یک آسیاب خاموش محیط آزمایشگاه را راحت تر می کند و اجازه می دهد تا بدون نظارت کار شود.حتی در فضاهای مشترک آزمایشگاه.

3. کاربرد خرد کردن خاک

   برای تجزیه و تحلیل خاک (به عنوان مثال، XRF، XRD، ICP-MS) ، آماده سازی نمونه بسیار مهم است:

   • همسان سازی:کارخانه اطمینان حاصل می کند که کل نمونه به یک پودر خوب و ثابت خرد می شود و یک زیر نمونه نماینده برای تجزیه و تحلیل فراهم می کند.

   • پودر سازی تا دقت تحلیلی:این ماده سنگ های خاک و مواد معدنی را تا اندازه ذرات مورد نیاز تجزیه می کند که برای نتایج تحلیلی دقیق و قابل تکرار ضروری است.

   • کنترل آلودگی:استفاده از قوری ها یا توپ های آگات یا زرکونیا از وارد شدن عناصر فلزی که می توانند در تجزیه و تحلیل ترکیب خاک تداخل داشته باشند جلوگیری می کند.

کشتی به کره جنوبی