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影响机械合金化效果的因素有哪些-油封行星式机械合金化球磨机

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影响机械合金化效果的因素有哪些-油封行星式机械合金化球磨机

发布日期:2019-02-10 作者:MITR米淇仪器 点击:

MITR工作原理:

研磨罐中的球在与研磨罐一起运动时受到Coriolis力(自转偏向力)的叠加影响。这样研磨球的运动产生了高能来破碎样品。作用在研磨罐上的离心力带动研磨球沿转动的方向运动。由于研磨罐内壁和球的速度不同,样品和罐壁产生强摩擦力和撞击作用,释放出大量的动能。这种撞击和摩擦作用的组合使得行星式球磨仪研磨时的粉碎度极高。


是指金属或合金粉末在米淇机械合金化行星式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。
机械合金化粉末并非像金属或合金熔铸后形成的合金材料那样,各组元之间充分达到原子间结合,形成均匀的固溶体或化合物。在大多数情况下,在有限的球磨时间内仅仅使各组元在那些相接触的点、线和面上达到或趋近原子级距离,并且最终得到的只是各组元分布十分均匀的混合物或复合物。当球磨时间非常长时,在某些体系中也可通过固态扩散,使各组元达到原子间结合而形成合金或化合物。


是混合、细磨、小样制备、纳米材料分散、新产品研制和小批量生产高新技 术材料的必备装置。该产品体积小、功能全、效率高、噪声低,是科研单位、高等院校、企业实验室获取微颗粒研究试样(每次实验可同时获得四个样品)的理想设备,配用真空球磨罐,可在真空状态下磨制试样。


米淇机械合金化行星式球磨机,应用领域:


纳米材料、MLCC、氧化锌粉料、氧化钴粉料、Ni-Zn铁氧体、Mn-Zn铁氧体化学品、催化剂、

建筑材料

矿物及冶金及金属电子

合金、煤矿、焦炭、铁矿石、金属氧化物、石英、次宝石、矿渣、磁性材料、钴酸锂、锰酸锂、催化剂、荧光粉、长余辉发光粉、稀土抛光粉、电子玻璃粉、燃料电池、氧化锌压敏电阻等等。


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,可以根据不同材料特性,设置不同的研磨方案,那么影响机械合金化效果的主要因素有:

机械合金化是一个复杂的过程,因此要获得理想的相和微观结构,就需要优化设计一系列的影响参数。下面列举一些对机械合金化结果有重大影响的参数。

1).研磨装置

研磨类型生产机械合金化粉末的研磨装置是多种多样的,如:行星磨、振动磨、搅拌磨等。它们的研磨能量、研磨效率、物料的污染程度以及研磨介质与研磨罐内壁的力的作用各不相同,故对研磨结果起着至关重要的影响。研磨罐的材料及形状对研磨结果有重要影响。在过程中,研磨介质对研磨容器内壁的撞击和摩擦作用会使研磨容器内壁的部分材料脱落而进入研磨物料中造成污染。常用的研磨罐的材料通常为淬火钢、工具钢、不锈钢、P>K>5或P>;内衬淬火钢、硬质合金等。有时为了特殊的目的而选用特殊的材料,例如:研磨物料中含有铜或钛时,为了减少污染而选用铜或钛研磨罐。

2).研磨速度

研磨机的转速越高,就会有越多的能量传递给研磨物料。另一方面,转速过高会使研磨系统温升过快,温度过高,有时这是不利的,例如较高的温度可能会导致在过程中需要形成的过饱和固溶体、非晶相或其它亚稳态相的分解。

3).研磨时间

研磨时间是影响结果的最重要因素之一。在一定的条件下,随着研磨的进程,合金化程度会越来越高,颗粒尺寸会逐渐减小并最终形成一个稳定的平衡态,即颗粒的冷焊和破碎达到一动态平衡,此时颗粒尺寸不再发生变化。但另一方面,研磨时间越长造成的污染也就越严重。因此,最佳研磨时间要根据所需的结果,通过试验综合确定。

4).研磨介质

选择研磨介质时不仅要像研磨罐那样考虑其材料和形状如球状、棒状等,还要考虑其密度以及尺寸的大小和分布等,球磨介质要有适当的密度和尺寸以便对研磨物料产生足够的冲击,这些对最终产物都有着直接的影响,例如研磨Ti-Al混合粉末时,若采用直径为15mm的磨球,最终可得到固溶体,而若采用直径为25的磨球,在同样的条件下即使研磨更长的时间也得不到Ti-Al 固溶体。

5)。球料比

球料比指的是研磨介质与研磨物料的重量比,通常研磨介质是球状的,故称球料比。试验研究用的球料比在1:1~200:1范围内,大多数情况下为10:1左右。当做小量生产或试验时,这一比例可高达50:1甚至100:1。

6).充填率

研磨介质充填率指的是研磨介质的总体积占研磨罐的容积的百分率 ,研磨物料的充填率指的是研磨物料的松散容积占研磨介质之间空隙的百分率。若充填率过小,则会使生产率低下;若过高,则没有足够的空间使研磨介质和物料充分运动,以至于产生的冲击较小,而不利于合金化进程。一般来说,研磨介质充填率在60%-80%之间 ,物料充填率在100%-130%之间。

7).气体环境

机械合金化是一个复杂的固相反应过程,球磨氛围、球磨强度、球磨时间等任意一个参数的变化都会影响合金化的过程甚至最终产物。在机械合金化过程中,由于球与球、球与罐之间的撞击,机械能转换成热能,使得球磨罐内的温度升得很高。同时,合金化过程中往往发生粒子的细化,并引入缺陷,自由能升高,很容易与球磨氛围中的氧等发生反应,因此一般机械合金化过程中均以惰性气体,如氩气等为保护气体。球磨气氛不同,会对合金化的反应方式、最终产物以及性质等造成显著影。研磨的气体环境是产生污染的一个重要因素,因此,一般在真空或惰性气体保护下进行。但有时为了特殊的目的,也需要在特殊的气体环境下研磨,例如当需要有相应的氮化物或氢化物生成时,可能会在氮气或氢气环境下进行研磨。

8).过程控制剂

在机械合金化过程中粉末存在着严重的团聚、结块和粘壁现象大大阻碍了机械合金化的进程。为此,常在过程中添加过程控制剂,如硬脂酸、固体石蜡、液体酒精和四氯化碳等,以降低粉末的团聚、粘球、粘壁以及研磨介质与研磨容器内壁的磨损,可以较好地控制粉末的成分和提高出粉率。

9).研磨温度

无论MA的最终产物是固溶体、金属间化合物、纳米晶、还是非晶相都涉及到扩散问题,而扩散又受到研磨温度的影响,故温度也是MA的一个重要影响因素,例如 Ni-50%Zr粉末系统在振动球磨时当在液氮冷却下研磨15h没发现非晶相的形成;而在200oC下研磨则发现粉末物料完全非晶化;室温下研磨时,则实现部分非晶化。
上述各因素并不是相互独立的,例如最佳研磨时间依赖于研磨类型、介质尺寸、研磨温度以及球料比等。
机械合金化合成高熔点合金或金属间化合物时具有如下优点:避开普通冶金方法的高温熔化、凝固过程,在下实现合金化,得到均匀的具有精细结构的合金,且产量较高,因而已成为生产常规手段难以制备的合金及新材料的好方法。

机械合金化

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