行星式球磨仪在机械合金化和纳米材料制备领域的应用

在科研领域，行星式球磨仪有着非常广泛的应用，它可以对软性、硬性、脆性及纤维性样品进行研磨（干磨或湿磨）及混合处理，在很多实验室，行星式球磨仪通常也被用来研磨土壤、矿石、陶瓷、煤炭、水泥熔渣、肥料、木炭等样品，但基于其特殊的工作原理，行星式球磨仪可发挥的作用远不止磨碎这么简单，今天我们一起探讨下行星式球磨仪在机械合金化领域、纳米材料领域的应用。

说起机械合金化和纳米材料的制备，还是要从行星式球磨仪特殊的工作原理说起，究竟它有哪些不同之处，可以被用在这些高端材料的制备领域。

                 行星式球磨仪的工作原理

因为从动轮就像行星一样绕着主动轮转动，因此得名“行星式球磨仪”。当仪器启动时，电机带动公共的太阳轮转动，而位于太阳轮上的研磨罐则围绕自身的轴作自转运动，研磨罐自转的方向与太阳轮的方向相反。研磨球与研磨罐一起运转时，受到自转偏向力的叠加影响，在这种影响下，研磨球释放出大量的动能，样品不断受到研磨球的撞击，同时与研磨内壁产生大量摩擦，从而被高度粉碎。

行星式球磨仪在机械化学的应用

行星式球磨仪的机械加工效果非常适合机械化学合成。机械撞击力提供了化学反应所需的活化能，使得复杂的反应能在无溶剂的条件下进行，反应类型多种多样，从氧化卤代反应和 Diels-Alder 双烯合成反应，到糖苷合成或简单的区域选择反应，机械化学可以实现用传统方法很难做到的反应，例如废弃物的脱卤素处理（DMCR）。一开始大颗粒可以用此方法制备，随着结构缺陷，例如晶格的错位，间隙和应力的增加，原子扩散速度也会快速增长，最终形成缝隙导致物性变脆，颗粒更容易破碎，研磨罐中的摩擦会产生高温，促进了扩散作用。

格瑞德曼BM系列行星式球磨仪可提供机械合金所必须的能量输出，可以制备熔融和浇注无法制备的样品，并选择任意比例的混合。在运行过程中，行星式球磨仪除了可以设定高速运行外，在环境气氛或惰性气体环境下，所提供的研磨罐还可配备安全紧固装置和通气盖。

如何使用球磨仪来做纳米研磨？

行星式球磨仪可将大颗粒尺寸研磨至纳米范围，由于同体积颗粒突增的表面积，小颗粒静电电荷相互吸引，胶体研磨可以得到纳米颗粒，因为颗粒在液体中分散抵消表面张力利于研磨。根据样品材料不同，水和酒精都可以作为分散介质，在某些情况下，需通过加入缓冲剂来中和表面电荷或加入大分子长链结构形成位阻效应。为了达到理想的研磨效果，我们可将0.5到 3 mm 直径可选的研磨球填充至研磨罐体积的 60%  ，这样可以使摩擦力最大化，填充大约为研磨罐体积1/3容量的样品,并添加一些合适的分散剂（例如水、异丙醇、缓冲液），使样品呈糊状均匀分散并达到纳米研磨的理想条件。

一台高效、稳定可靠的行星式球磨仪可以让科研工作事半功倍！

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