行星式球磨仪

近日，国内某知名电池材料研究机构定制的一台单罐容积2L的低温恒温行星式球磨仪，交付使用。该研磨仪一次性研磨物料8L，配有小容量罐转换器，用于电池材料的小试及中试型研究。客户的原料，要避免行星球磨高速撞击产生的温度升高，温升可能导致爆炸和物系改性，需将温度控制在0℃左右。冷媒为工业乙醇，可循环利用，废弃率低。低温恒温槽可提供最低-40℃的温度，并保证研磨罐里的物料始终处于该温度。整机配备冷媒吹扫管路，可及时的将冷媒吹扫回低温恒温槽。研磨罐体采用内嵌高分子耐磨材料，外套夹层铝合金的结构，乙醇在夹层中流动。该低温恒温球磨仪共有四个研磨罐工位，可同时出四个不同的样品，每个工位有独立的阀门控制冷媒的进出，可同时在低温和常温下研磨。该仪器的成功交付，对一些温敏、热敏、易燃、易爆物料的实验探索，拓展了新的思路。

对于土壤检测来说，除了在检测中所使用的仪器设备需要智能、准确外，样品前处理也同样不容忽视，而这就涉及到了土壤研磨。 对于土壤检测来说，研磨是必需的步骤。它会直接关系着后续检测的效率和结果精度，因而选择一个方便快捷且行之有效的土壤研磨方法就显得很关键了。土壤研磨机是在同一转盘上装有四个研磨罐，当转盘转动时，研磨罐在绕转盘轴公转的同时又围绕自身轴心自转，让罐中磨球在飞速运动中相互碰撞，研磨和混合样品。 方科球磨仪产品更多介绍请看→https://www.instrument.com.cn/show/C484496.html使用球磨仪研磨出的样品细粒度均匀，便于进行接下来的检测工作。同时，由于其每次实验可同时获得四个样品，具有结构紧凑、操作方便、工作效率高的特质，所以是混合、细磨、小样制备、新产品研制和小批量生产高新技术材料的不可或缺的装置。可以用于土壤、地质、第三方检测、农牧业、农产品质量、资源与环境等，土壤制样、重金属分析，保障了土壤检测的科学化发展。控制系统：触摸屏、无线遥控　　远程遥控：标配无线遥控器，可远距离控制研磨机的启动、停止、加速、减速以及可切换三种运行模式（单向持续运行，单向间隔运行，双向交替间隔运行）　　球磨仪显示方式：7.0寸彩色液晶显示屏，可显示、触控操作运行模式、运行时间、转速、交替运行间隔　　运行模式：单向持续运行、单向间隔运行、双向交替间隔运行、定时停止　　连续运行时间设定：0.1～9999.9分钟　　交替、单向间隔暂停时间设定：0.1～9999.9分钟　　主盘转速：50-450min　　研磨罐转速：100-900min　　传动比（行星盘、研磨罐）：1：2　　可连续工作（满负荷）：90h　　球磨仪紧急停机：红色急停按钮可一键断电停机　　断电记忆功能：断电之前的时间设定，断电开机后无须重新设定　　过载保护功能：有　　研磨室设计：密封防尘，带四方位观察窗　　同时处理样品种数：4种 适用研磨罐：本机是新款通用型，100ml、250ml、500ml三种规格研磨罐均可使用，可根据客户需求同时放不同规格的罐；对角对称即可（4个研磨罐为一套）。

文章摘要： 机械合金化（Mechanical Alloying，简称MA）是指金属或合金粉末在高能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间长时间激烈地冲击、碰撞，使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂，导致粉末颗粒中原子扩散，从而获得合金化粉末的一种粉末制备技术。本文以硅锗合金和碲化铋半导体材料合金化制备实验为例，介绍了高能球磨仪Emax的使用方法和技术优势，对合金样品制备的应用有借鉴作用。 传统方法制备不锈钢类合金要求高温下进行熔融，如果需求量很小抑或无法熔融，机械合金法就是一个很好的替代方法，传统上会用行星式球磨仪来完成。上世纪60年代末，美国国际镍公司用机械合金法第一次制备成功耐高温镍铁合金并以此申请专利。机械合金研磨需要有强劲的动能把固体粉末结合在一起，行星式球磨仪产生的高能撞击可以提供所需能量。在研磨球的撞击和挤压下，细粉颗粒会发生塑性形变并且焊合在一起。所以机械合金法可以弥补传统高温熔融无法制备的样品的不足，并且可以制备更大自由度混合比的样品。热电合金材料硅（Si）和锗（Ge）都是最通用常见半导体材料—是光电电池和晶体管产业的基石。硅锗合金材料性质如带隙可以由改变硅和锗混合比例来调整。热电合金材料用于制造航天热偶发电机，保证了空间探索和试验设备的动力供应。在商用热电材料领域，碲化铋（Bi2Te3）因其热电效能转化率高，是研究最多的材料，被用来做半导体制冷元件。 高能球磨仪EmaxEmax的转速能达到每分钟2000转，特殊设计的跑道型研磨罐可以产出更大的粉碎能。结合了高速撞击力和密集摩擦力，高能球磨仪的强劲能量输入可以做快速纳米研磨实验和机械合金应用。跑道型的研磨罐和偏心轮运动方式，有效保证了样品的混合，样品最后不仅可以磨得很细，粒度分布范围也会变很窄。内置水冷管路可以快速带走样品子啊研磨中产生的热量，保护样品免受过高温度影响，从而可以不像行星式球磨仪一样需要间歇停转，大大提高研磨工作效率。如果有更严格的控温需要，Emax还可以外接冷水机，进一步降低研磨温度（最低工作温度不能低于5摄氏度）。 图1：研磨前样品XRD 分析结果 Si（红）Ge（绿）整个扫描范围从10-60°，可以看出Si和Ge晶面特征峰。图2：研磨5小时后XRD分析结果 可以看出晶面特征峰已经偏移和合并，机械合金化已有效果图3:研磨5,8,9小时后XRD分析结果 晶面特征峰值会有所变窄和迁移，显示5-6小时的反应后机械合金反应已经基本完成原来硅和锗的机械合金化反应用是用行星式球磨仪进行的，但是会有很多问题导致结果不尽如人意。行星式球磨仪需要至少80分钟才能把样品处理到可以进行机械合金化的初始细度，接下来即使用中低转速400转/分也会导致样品在研磨罐中结块，无法使用其全部能量来进行机械合金反应。另一个问题是研磨罐过热需要间歇，在整个13小时的反应时间中需要额外加入至少90分钟停止时间。而高能球磨仪Emax自带水冷功能，高速运行也无需间歇，没有样品结块的现象，同时还大大提高了反应效率。 图4： 图 5：Bi和Te机械合金反应 1小时后XRD分析结果 图4为球料比10:1 （体积比）图5为球料比5:1（体积比） 机械合金法制备硅锗合金硅锗合金比为SI 3.63克 Ge2.36克，用50ml碳化钨研磨罐，10mm碳化钨研磨球8个（球料比10:1）。硅料和锗料的原始尺寸为1-25mm和4mm。2000转/分20分钟后，样品已经微粉化无结块现象。接下来1200转/分 9个小时（每隔1小时中间间歇1分钟后反转样品以避免样品结块）。机械合金反应前20分钟样品做了XRD定性和定量分析，Si和Ge的特征峰值都可以很清晰地辨认出来，说明碳化钨球几乎没有产生摩擦效应。在整个反应过程中合金始终保持微粉化，Emax的温度没有超过30℃。经过9个小时的反应后，整个样品基本消除了不定形态，呈微晶状态。机械合金法制备碲化铋研究不同球料比（10:1或5:1）对反应的影响，50ml 不锈钢研磨罐， 10mm不锈钢研磨球 10个。 球料比10:1的罐子中加入2.09克Bi和1.91克Te。 球料比5:1的罐子中加入4.18克Bi和3.83克Te。800转/分 70分钟（每10分钟间歇1分钟并反转），结果做了XRD分析。在经过近1小时机械合金研磨，Bi和Te的特征峰都有明显可辨的偏移，显示化合物Bi2Te3开始形成。球料比10:1的样品形成速度比5:1的更快，因为5：1样品中Te的特征峰值强度更大，说明10:1样品中的Te反应地更多。合金反应继续1200转/分3小时后，没有样品结块。和原来用混合研磨仪1200转/分 6.5小时制备相比，高能球磨仪Emax只需要2-3个小时候就能轻松完成任务。