玻璃球廠家淺析高能球磨對(duì)玻璃珠生產(chǎn)的影響因素
2023/12/29 10:04:50??????點(diǎn)擊：
高能球磨工藝一般制備流程
球磨介質(zhì)
球磨介質(zhì)是高能球磨罐內(nèi)盛放的用于破碎和焊合球磨物料的研磨物體，合理選擇球磨介質(zhì)的材質(zhì)、尺寸及配比等工藝參數(shù)，可以提高球磨效率，縮短球磨時(shí)間，對(duì)于降低能耗有重要意義。
（1）球磨介質(zhì)材質(zhì)
常用的球磨介質(zhì)的材質(zhì)既可以是不銹鋼、硬質(zhì)合金等非金屬材料，也可以是陶瓷等非金屬材料，球磨介質(zhì)的材質(zhì)直接決定了球磨介質(zhì)的硬度、密度等特性，需要根據(jù)球磨物料的性質(zhì)和需要制備的材料性能等因素合理選擇。球磨介質(zhì)的材質(zhì)通常與匹配的球磨罐體配套使用，確保介質(zhì)與罐體由相同材質(zhì)加工而成，避免介質(zhì)與罐體因材質(zhì)的不同引入多種雜質(zhì)而污染球磨物料。
（2）球磨介質(zhì)尺寸和配比
一般來(lái)說(shuō)，球磨介質(zhì)的平均尺寸對(duì)球磨物料的片狀化以及片狀尺寸影響很大，所以球磨介質(zhì)尺寸及配比的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到球磨物料的電磁參數(shù)。值得注意的是，球磨過(guò)程中不僅能夠選擇一些相同尺寸的球磨介質(zhì)，還能夠選擇一些不同尺寸的球磨介質(zhì)，但不同尺寸的球磨介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更為復(fù)雜。
球料比
球料比一般表示球磨介質(zhì)與球磨物料的質(zhì)量比，同時(shí)也使用料球比，表示物料與球磨介質(zhì)的質(zhì)量比，料球比和球料比互成倒數(shù)。在球磨早期階段，球磨效率的提高方法之一就是增大球料比，由于球料比增大，單位質(zhì)量的球磨物料對(duì)應(yīng)的球磨介質(zhì)的重量增加，這就意味著單位質(zhì)量對(duì)應(yīng)的介質(zhì)的重量勢(shì)能增加，有利于提高物料的擠壓破碎頻率。
介質(zhì)填充率
介質(zhì)填充率表示球磨介質(zhì)體積與球磨罐體容積的百分比。由于球磨介質(zhì)和球磨物料需要一定的空間自由碰撞，因此裝料量的選擇就很重要。有研究表明，當(dāng)介質(zhì)填充率高于50%時(shí)，介質(zhì)填充的增加會(huì)促進(jìn)球磨介質(zhì)對(duì)球磨物料的撞擊，能夠提高球磨介質(zhì)向球磨物料的能量轉(zhuǎn)換效率，有效縮短球磨時(shí)間。但是，據(jù)中國(guó)粉體網(wǎng)編輯了解，介質(zhì)填充率并不是越大越好，當(dāng)介質(zhì)填充率過(guò)大時(shí)，球磨介質(zhì)在球磨罐體內(nèi)有限的空間限制，不能對(duì)球磨物料進(jìn)行有效的破碎和冷焊，導(dǎo)致球磨時(shí)間延長(zhǎng)，影響制備材料的性能。
球磨氣氛
在高能球磨過(guò)程中，球磨物料會(huì)被球磨介質(zhì)激烈撞擊，新生成很多不規(guī)則表面，這些新生表面可能在溫度較高的球磨過(guò)程中與罐體內(nèi)部的氣體發(fā)生反應(yīng)，有時(shí)應(yīng)該盡量避免新生表面與空氣接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這時(shí)通常會(huì)充滿惰性氣體或者抽盡空氣進(jìn)行保護(hù)，但有時(shí)為了防止球磨罐內(nèi)溫度變化過(guò)快等情況，會(huì)在罐內(nèi)充入特殊氣體。
過(guò)程處理劑
高能球磨是粉體斷裂與冷焊的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程，過(guò)度的冷焊不利于粉末的細(xì)化及合金化進(jìn)程；其次，在高能球磨中粉末容易粘附在磨球和球磨罐壁上，降低出粉率。為了減輕這些趨勢(shì)，可以加入適當(dāng)?shù)倪^(guò)程控制劑，如硬脂酸、固體石蠟、液體酒精和四氯化碳等，抑制冷焊，促進(jìn)斷裂，從而提高出粉率。
過(guò)程處理劑在球磨時(shí)能減小粉末粘壁和粘球的趨勢(shì)，這是因?yàn)槠湓诩?xì)化粉末的同時(shí)對(duì)粉末進(jìn)行了原位表面改性。例如，硬脂酸是一種固體表面活性劑，能夠吸附于粉末顆粒和磨球體表面未飽和斷鍵上，降低表面能和粉末顆粒與球磨體間的界面能，從而減小粉末顆粒對(duì)球磨器具的粘附程度。
根據(jù)粉末的冷焊特性、過(guò)程處理劑自身的化學(xué)與熱力學(xué)穩(wěn)定性、粉末的數(shù)量及球磨器具，選用適當(dāng)與適量的過(guò)程處理劑十分關(guān)鍵。據(jù)中國(guó)粉體網(wǎng)編輯的了解，通常脆性材料的研磨不需要添加過(guò)程控制劑。另外，過(guò)程處理劑有時(shí)會(huì)與球磨產(chǎn)生的高活性粉末組元或產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改變產(chǎn)物的構(gòu)成，造成新的粉末污染。由此可以認(rèn)為，沒(méi)有任何一種過(guò)程控制劑是通用的，并且其用量存在一個(gè)臨界值，高于該臨界值，粉末粒徑才趨于減小
外加物理能場(chǎng)
球磨介質(zhì)
球磨介質(zhì)是高能球磨罐內(nèi)盛放的用于破碎和焊合球磨物料的研磨物體，合理選擇球磨介質(zhì)的材質(zhì)、尺寸及配比等工藝參數(shù)，可以提高球磨效率，縮短球磨時(shí)間，對(duì)于降低能耗有重要意義。
（1）球磨介質(zhì)材質(zhì)
常用的球磨介質(zhì)的材質(zhì)既可以是不銹鋼、硬質(zhì)合金等非金屬材料，也可以是陶瓷等非金屬材料，球磨介質(zhì)的材質(zhì)直接決定了球磨介質(zhì)的硬度、密度等特性，需要根據(jù)球磨物料的性質(zhì)和需要制備的材料性能等因素合理選擇。球磨介質(zhì)的材質(zhì)通常與匹配的球磨罐體配套使用，確保介質(zhì)與罐體由相同材質(zhì)加工而成，避免介質(zhì)與罐體因材質(zhì)的不同引入多種雜質(zhì)而污染球磨物料。
（2）球磨介質(zhì)尺寸和配比
一般來(lái)說(shuō)，球磨介質(zhì)的平均尺寸對(duì)球磨物料的片狀化以及片狀尺寸影響很大，所以球磨介質(zhì)尺寸及配比的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到球磨物料的電磁參數(shù)。值得注意的是，球磨過(guò)程中不僅能夠選擇一些相同尺寸的球磨介質(zhì)，還能夠選擇一些不同尺寸的球磨介質(zhì)，但不同尺寸的球磨介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更為復(fù)雜。
球料比
球料比一般表示球磨介質(zhì)與球磨物料的質(zhì)量比，同時(shí)也使用料球比，表示物料與球磨介質(zhì)的質(zhì)量比，料球比和球料比互成倒數(shù)。在球磨早期階段，球磨效率的提高方法之一就是增大球料比，由于球料比增大，單位質(zhì)量的球磨物料對(duì)應(yīng)的球磨介質(zhì)的重量增加，這就意味著單位質(zhì)量對(duì)應(yīng)的介質(zhì)的重量勢(shì)能增加，有利于提高物料的擠壓破碎頻率。
介質(zhì)填充率
介質(zhì)填充率表示球磨介質(zhì)體積與球磨罐體容積的百分比。由于球磨介質(zhì)和球磨物料需要一定的空間自由碰撞，因此裝料量的選擇就很重要。有研究表明，當(dāng)介質(zhì)填充率高于50%時(shí)，介質(zhì)填充的增加會(huì)促進(jìn)球磨介質(zhì)對(duì)球磨物料的撞擊，能夠提高球磨介質(zhì)向球磨物料的能量轉(zhuǎn)換效率，有效縮短球磨時(shí)間。但是，據(jù)中國(guó)粉體網(wǎng)編輯了解，介質(zhì)填充率并不是越大越好，當(dāng)介質(zhì)填充率過(guò)大時(shí)，球磨介質(zhì)在球磨罐體內(nèi)有限的空間限制，不能對(duì)球磨物料進(jìn)行有效的破碎和冷焊，導(dǎo)致球磨時(shí)間延長(zhǎng)，影響制備材料的性能。
球磨氣氛
在高能球磨過(guò)程中，球磨物料會(huì)被球磨介質(zhì)激烈撞擊，新生成很多不規(guī)則表面，這些新生表面可能在溫度較高的球磨過(guò)程中與罐體內(nèi)部的氣體發(fā)生反應(yīng)，有時(shí)應(yīng)該盡量避免新生表面與空氣接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這時(shí)通常會(huì)充滿惰性氣體或者抽盡空氣進(jìn)行保護(hù)，但有時(shí)為了防止球磨罐內(nèi)溫度變化過(guò)快等情況，會(huì)在罐內(nèi)充入特殊氣體。
過(guò)程處理劑
高能球磨是粉體斷裂與冷焊的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程，過(guò)度的冷焊不利于粉末的細(xì)化及合金化進(jìn)程；其次，在高能球磨中粉末容易粘附在磨球和球磨罐壁上，降低出粉率。為了減輕這些趨勢(shì)，可以加入適當(dāng)?shù)倪^(guò)程控制劑，如硬脂酸、固體石蠟、液體酒精和四氯化碳等，抑制冷焊，促進(jìn)斷裂，從而提高出粉率。
過(guò)程處理劑在球磨時(shí)能減小粉末粘壁和粘球的趨勢(shì)，這是因?yàn)槠湓诩?xì)化粉末的同時(shí)對(duì)粉末進(jìn)行了原位表面改性。例如，硬脂酸是一種固體表面活性劑，能夠吸附于粉末顆粒和磨球體表面未飽和斷鍵上，降低表面能和粉末顆粒與球磨體間的界面能，從而減小粉末顆粒對(duì)球磨器具的粘附程度。
根據(jù)粉末的冷焊特性、過(guò)程處理劑自身的化學(xué)與熱力學(xué)穩(wěn)定性、粉末的數(shù)量及球磨器具，選用適當(dāng)與適量的過(guò)程處理劑十分關(guān)鍵。據(jù)中國(guó)粉體網(wǎng)編輯的了解，通常脆性材料的研磨不需要添加過(guò)程控制劑。另外，過(guò)程處理劑有時(shí)會(huì)與球磨產(chǎn)生的高活性粉末組元或產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改變產(chǎn)物的構(gòu)成，造成新的粉末污染。由此可以認(rèn)為，沒(méi)有任何一種過(guò)程控制劑是通用的，并且其用量存在一個(gè)臨界值，高于該臨界值，粉末粒徑才趨于減小
外加物理能場(chǎng)
傳統(tǒng)的高能球磨通常都采用單一的機(jī)械能對(duì)粉體進(jìn)行加工，這使粉體獲得的能量輸入受到一定限制，因?yàn)榍蚰デ粌?nèi)只有接受到磨球撞擊和剪切作用的粉體才能接受到能量輸入。把其它物理能引入到球磨過(guò)程中，利用外加能場(chǎng)輔助球磨，使機(jī)械能和外加物理能復(fù)合作用到粉體上，能夠加速粉體的組織細(xì)化或促進(jìn)機(jī)械合金化進(jìn)程，是提高高能球磨效率的一種可行途徑。目前，超聲波、磁場(chǎng)、電場(chǎng)和溫度場(chǎng)都已成功復(fù)合應(yīng)用于高能球磨過(guò)程，而采用等離子體這種高能量、高活性的特殊能場(chǎng)輔助球磨也取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
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