Máy nghiền bi năng lượng cao được sử dụng để nghiền vật liệu xuống kích thước micron hoặc nanomet

Một máy xay quả cầu hành tinh là một loại máy xay quả bóng năng lượng cao được sử dụng để nghiền vật liệu xuống phạm vi micron hoặc thậm chí nanometer. Nó lấy tên từ chuyển động "hành tinh" của các bình nghiền:các bình quay xung quanh trục trung tâm (như các hành tinh quay xung quanh mặt trời) trong khi đồng thời quay trên trục của riêng họPhong trào phức tạp này tạo ra lực ly tâm mạnh mẽ dẫn đến năng lượng nghiền mãnh liệt.

• Sơn mịn:Đây là mục đích chính của nó. Nó có thể pulverise vật liệu cứng, mỏng, và mềm đến một độ mịn< 1 μmĐiều này vượt trội hơn nhiều so với máy trộn hoặc máy trộn tiêu chuẩn.
• Trộn và đồng hóa:Nó xuất sắc trong việc sản xuất các hỗn hợp đồng nhất hoàn hảo, ngay cả từ các thành phần có mật độ, kích thước hạt hoặc tính chất rất khác nhau (ví dụ: gốm và polyme).
• Phân tán nano vật liệu:Nó rất quan trọng để phá vỡ các tập hợp của các hạt nano (như graphene, ống nano cacbon hoặc silica) và phân tán chúng đồng đều trong ma trận lỏng hoặc rắn.
• Lớp hợp kim cơ học:Một ứng dụng quan trọng trong đó bột của các kim loại khác nhau được hàn, vỡ và hàn lại với nhau để tạo ra các vật liệu hợp kim tiên tiến không thể làm bằng cách nóng chảy.
• Chuẩn bị mẫu nhỏ:Nó lý tưởng cho nghiên cứu và phát triển trong phòng thí nghiệm nơi chỉ có một lượng nhỏ (một vài ml đến vài trăm ml) các vật liệu có giá trị hoặc hiếm có.

Hiệu quả cao đến từ sự phối hợp của hai loại chuyển động:

• Cách mạng:Các bình nghiền (hoặc "những hành tinh") được gắn trên một đĩa quay (bánh xe mặt trời).
• Chuyển đổi:Đồng thời, mỗi bình nghiền quay xung quanh trục của nó, theo hướng ngược lại với sự quay của bánh xe mặt trời.

Sự xoay kép này tạo ra rất mạnh mẽCoriolis và lực ly tâmCác quả bóng nghiền bên trong lọ được ném vào tường, sau đó được nâng lên và ném qua lọ, tác động đến vật liệu mẫu với năng lượng to lớn.

• Tác động:Sự va chạm năng lượng cao giữa quả bóng và bức tường lọ.
• Sức ma sát:Lực cắt giữa các quả bóng, và giữa các quả bóng và mẫu.
• Sự mệt mỏi:Mất mẻ trên các hạt bị mắc kẹt giữa các quả bóng va chạm.

• Vòng tròn mặt trời (Màn đĩa chính):Nền tảng quay giữ các bình nghiền.
• Thùng nghiền:Các thùng chứa mẫu và các quả bóng nghiền. Chúng có sẵn trong các vật liệu khác nhau (agate, corundum sintered, thép không gỉ, tungsten carbide, zirconia, PTFE, vv) để ngăn ngừa ô nhiễm.
• Các quả bóng nghiền:Các phương tiện nghiền: Kích thước, vật liệu và số lượng quả bóng ảnh hưởng đáng kể đến kết quả nghiền.
• Cơ chế điều khiển:Hệ thống động cơ và bánh răng điều khiển tốc độ quay.

Để đạt được kết quả mong muốn, các nhà khai thác phải kiểm soát cẩn thận:

• Thời gian xay:Thời gian dài hơn thường dẫn đến các hạt mịn hơn, nhưng cũng có thể gây ô nhiễm hoặc biến đổi pha không mong muốn.
• Tốc độ xoay:Tốc độ cao hơn tạo ra nhiều năng lượng hơn, dẫn đến mài nhanh hơn và mịn hơn.
• Tỷ lệ bóng-bột:Tỷ lệ khối lượng của quả bóng nghiền với bột mẫu. Tỷ lệ cao hơn thường có nghĩa là nghiền hiệu quả hơn.
• Kích thước và vật liệu của phương tiện nghiền (vàng):Các quả bóng nhỏ hơn là tốt hơn cho mài mài mỏng, trong khi các quả bóng lớn hơn là tốt hơn cho mài mài ban đầu thô. Vật liệu quả bóng phải cứng hơn mẫu để tránh ô nhiễm.
• Không khí xay:Làm mài có thể được thực hiện trong không khí, hoặc dưới một khí trơ (như Argon) bên trong bình kín để ngăn ngừa oxy hóa các vật liệu nhạy cảm.
• Các chất kiểm soát quy trình (PCA):Đôi khi một lượng nhỏ dung môi (mài ướt) hoặc chất hoạt tính bề mặt (mài khô) được thêm vào để ngăn ngừa hàn lạnh quá mức hoặc tập hợp các hạt.

• Khoa học vật liệu:Kết hợp nanocomposites, hợp kim cơ học của kim loại, tổng hợp các vật liệu vô hình và bán tinh thể.
• Địa chất và khai thác mỏ:Chuẩn bị các mẫu đá và khoáng chất để quang quang tia X (XRF) hoặc các phân tích hóa học khác.
• Dược phẩm:Giảm kích thước hạt của các thành phần dược phẩm hoạt tính (API) để tăng khả năng sinh học.
• Điện tử:Sản xuất bột mịn cho gốm, tụ và vật liệu từ tính.
• Hóa học:Điều chỉnh các phản ứng hóa học thông qua cơ hóa học (nơi phản ứng được gây ra bởi năng lượng cơ học).
• Công nghệ nano:Xổ các vật liệu 2D (như graphene), tổng hợp các chấm lượng tử và phân tán các vật liệu nano.