آسیاب گلوله ای با انرژی بالا که برای خرد کردن مواد تا محدوده میکروم یا نانومتر استفاده می شود

آسیاب گلوله ای سیاره ای یک نوع آسیاب گلوله ای با انرژی بالا است که برای خرد کردن مواد تا محدوده میکرو یا حتی نانومتر استفاده می شود. نام آن از حرکت "سیاره ای" شیشه های خرد کننده گرفته شده است:قوطی ها در اطراف یک محور مرکزی می چرخند (مانند سیاره ها در اطراف خورشید) در حالی که همزمان در محورهای خود می چرخنداین حرکت پیچیده باعث ایجاد نیروهای مرکزی قدرتمند می شود که منجر به انرژی شدید آسیاب می شود.

• خرد کردن خوب:هدف اصلی آن این است که می تواند مواد سخت، شکننده و نرم را به اندازه< 1 μmاین بسیار برتر از مخلوط کننده های استاندارد یا مخلوط کننده است.
• مخلوط کردن و همسان سازی:این در تولید مخلوط های کاملا همگن، حتی از اجزای دارای تراکم، اندازه ذرات یا خواص بسیار متفاوت (به عنوان مثال، سرامیک و پلیمر) ، برجسته است.
• پخش نانومواد:این برای شکستن تجمعات نانوذرات (مانند گرافین، نانولوله های کربن یا سیلیس) و پراکندگی یکنواخت آنها در یک ماتریس مایع یا جامد بسیار مهم است.
• آلیاژ مکانیکی:یک کاربرد کلیدی که در آن پودرهای فلزات مختلف جوش داده می شوند، شکسته می شوند و دوباره با هم جوش داده می شوند تا مواد آلاینده پیشرفته ای ایجاد شود که غیرممکن است با ذوب شدن ساخته شود.
• آماده سازی نمونه های کوچک:این برای تحقیقات و توسعه آزمایشگاهی که تنها مقادیر کمی (چند میلی لیتر تا چند صد میلی لیتر) مواد ارزشمند یا نادر در دسترس است، ایده آل است.

بهره وری بالا از همبستگی دو نوع حرکت حاصل می شود:

• انقلاب:قوری های خردکننده (یا "سیارات") بر روی یک دیسک چرخانده شده اند. این دیسک با سرعت بالا می چرخد.
• چرخش:در عین حال، هر جار خرد کننده در اطراف محور خود، در جهت مخالف چرخش چرخ خورشیدی می چرخد.

اين چرخش دوگانه ايجاد قدرت بسيار قوينیروهای کوریولیس و نیروهای منحرف. توپ های خرد کننده در داخل قوطی ها به سمت دیوار پرتاب می شوند، سپس بلند می شوند و در سراسر قوطی پرتاب می شوند و مواد نمونه را با انرژی فوق العاده ای تحت تاثیر قرار می دهند. نتیجه ترکیبی از:

• تاثیر:برخورد با انرژی بالا بین توپ ها و دیوار شیشه
• اصطکاک:نیروهای برش بین توپ ها و بین توپ ها و نمونه.
• خستگی:از دست دادن ذرات که بین توپ های برخورد گیر کرده اند.

• چرخ خورشیدی (دیسک اصلی):پلتفرم چرخشی که شیشه های خرد کننده را نگه می دارد.
• قوطی های خرد کننده:ظروف که نمونه و توپ های خرد کننده را در خود نگه می دارند. آنها در مواد مختلف (agate، corundum sintered، فولاد ضد زنگ، tungsten carbide، zirconia، PTFE، و غیره) موجود هستند.برای جلوگیری از آلودگی.
• توپ های آسیاب:رسانه های آسیاب: اندازه، مواد و تعداد توپ ها تاثیر قابل توجهی بر نتیجه آسیاب دارند.
• مکانیسم راننده:موتور و سيستم دنده اي که سرعت چرخش رو کنترل ميکنه

برای رسیدن به نتیجه مطلوب، اپراتورها باید با دقت کنترل کنند:

• زمان آسیاب:زمان های طولانی تر به طور کلی منجر به ذرات ظریف تر می شود، اما همچنین می تواند باعث آلودگی یا تحولات فاز ناخواسته شود.
• سرعت چرخش:سرعت های بالاتر انرژی بیشتری تولید می کنند، که منجر به آسیاب سریع تر و ظریف تر می شود.
• نسبت توپ به پودر:نسبت جرم توپ های خرد کننده به پودر نمونه. نسبت بالاتر به طور معمول به معنای خرد کردن کارآمدتر است.
• اندازه و ماده رسانه های خردکننده (کوله):توپ های کوچکتر برای خرد کردن ظریف بهتر هستند، در حالی که توپ های بزرگتر برای خرد کردن اولیه خشن بهتر هستند. مواد توپ باید سخت تر از نمونه باشند تا از آلودگی جلوگیری شود.
• اتمسفر آسیاب:آسیاب می تواند در هوا انجام شود یا تحت یک گاز بی اثر (مانند آرگون) در داخل بطری های مهر و موم شده برای جلوگیری از اکسیداسیون مواد حساس انجام شود.
• عوامل کنترل فرآیند (PCAs):گاهی اوقات مقدار کمی از حلال (مالیدن خیس) یا سطح فعال (مالیدن خشک) برای جلوگیری از جوش سرد بیش از حد یا تجمع ذرات اضافه می شود.

• علوم مواد:سنتز نانوکامپوزیت ها، آلیاژ مکانیکی فلزات، سنتز مواد آمورف و شبه بلوری.
• زمین شناسی و معدن:آماده سازی نمونه های سنگ و مواد معدنی برای فلورسنت اشعه ایکس (XRF) یا سایر تجزیه و تحلیل های شیمیایی.
• داروسازی:کاهش اندازه ذرات مواد تشکیل دهنده دارویی فعال (API) برای افزایش قابلیت زیستی.
• الکترونیک:تولید پودرهای خوب برای سرامیک، خازن ها و مواد مغناطیسی.
• شیمی:تسهیل واکنش های شیمیایی از طریق مکانیک شیمی (که در آن واکنش ها توسط انرژی مکانیکی ایجاد می شوند).
• فناوری نانو:پاکسازی مواد دو بعدی (مانند گرافین) ، سنتز کردن نقاط کوانتومی و پراکندگی مواد نانو.