Broyeur à balle planétaire
Description
Paramètres techniques
Broyeur à balle planétaireest un largement utilisé dans la science des matériaux, la chimie, la géologie, la métallurgie, l'électronique, la médecine et d'autres domaines d'équipement de broyage et de mélange. Son principe de base est basé sur le mouvement planétaire, à travers le mouvement complexe de la révolution du disque principale et la rotation du réservoir du moulin à boule, la boule de moulin produit un impact et une friction à haute énergie dans le réservoir, et réalise l'écrasement ultrafine et le mélange uniforme des matériaux. L'équipement est connu pour son efficacité élevée, sa petite taille de lot et sa polyvalence, et convient particulièrement aux champs de recherche haut de gamme tels que la préparation des nanomatériaux, la synthèse des alliages et le développement du catalyseur.
À son cœur se trouve la conception du "mouvement planétaire": le disque principal tourne autour de l'axe central à la vitesse de rotation ω, tandis que le broyeur à billes tourne en arrière autour de son propre axe à la vitesse de rotation ω. Ce mouvement composite fait de la boule de broyage une trajectoire complexe dans le réservoir, y compris la parabole, l'hélice, etc., entraînant un impact à haute fréquence et une force de cisaillement. Des études ont montré que le rapport de vitesse de rotation (ω / Ω) de la révolution à la rotation est généralement de 1: 2, ce qui peut maximiser l'efficacité de transfert d'énergie.
Paramètre
Préparation des matériaux applicables
En raison de ses capacités de broyage à billes et de mélange à haute énergie,planétairebtousmmachines illingsont largement utilisés dans la préparation d'une variété de matériaux, en particulier dans la nécessité d'un raffinement au niveau nano ou micron des matériaux. Voici ses principaux domaines d'application:
1. Préparation de nanomatériaux
Nanoparticules métalliques: la poudre métallique est raffinée au niveau nanométrique par un fraisage à billes à haute énergie, qui est utilisé dans le catalyseur, les matériaux électroniques et autres champs.
Nanomatériaux en céramique: Préparer des poudres nanoéramiques telles que l'alumine, la zircone, le nitrure de silicium, etc., pour améliorer les propriétés mécaniques et la stabilité thermique des matériaux.
Nanomatériaux composites: Pour obtenir un mélange uniforme de différents matériaux, tels que les matériaux composites à matrice métallique, les matériaux composites à matrice en céramique, etc.
2. Synthèse des matériaux en alliage
ALLIAGE AMORPHE: Grâce à la technologie d'alliage mécanique (MA), une variété d'éléments métalliques ou non métalliques sont mélangés pour préparer des alliages amorphes avec d'excellentes propriétés mécaniques et une résistance à la corrosion.
Alliage d'entropie élevé: Préparation d'un alliage d'entropie élevé composé d'une variété d'éléments principaux, montrant une excellente résistance et une stabilité à haute température.
Composés intermétalliques: synthèse telles que les composés nuls, tiaux et autres composés intermétalliques, utilisés dans les matériaux structurels à haute température.
3. Matériaux énergétiques
Matériaux de batterie au lithium ion: préparation de matériaux positifs (par exemple, LifePo₄, NCM) et matériaux négatifs (par exemple le graphite, matériaux à base de silicium). La distribution de la taille des particules et les propriétés électrochimiques des matériaux sont améliorées par le fraisage à billes.
Matériaux de supercondensateur: Préparez les matériaux à base de carbone (tels que le carbone activé, le graphène) et les oxydes métalliques (tels que MNO₂, RUO₂) pour améliorer la densité d'énergie et la densité de puissance des condensateurs.
Catalyseurs de piles à combustible: Préparez les catalyseurs d'alliages à base de platine et de platine pour la réaction de réduction de l'oxygène (ORR) des piles à combustible à membrane d'échange de protons (PEMFC).
4. Matériaux électroniques
Céramique électronique: des matériaux de céramique ferroélectrique tels que Batio Titanate (Batio) et le titanate de zirconate de plomb (PZT) ont été préparés pour être utilisés dans les condensateurs et les capteurs.
Matériaux magnétiques: Préparation de matériaux aimants permanents en terres rares telles que NDFEB (NDFEB), Samarium Cobalt (SMCO), etc., pour les moteurs, les haut-parleurs, etc.
Matériaux semi-conducteurs: la préparation de matériaux de semi-conducteurs larges à large bande tels que le nitrure de gallium (GAN) et le carbure de silicium (SIC) pour les dispositifs électroniques de puissance.
5. Matériaux biomédicaux
Carrier de médicament: Le médicament est mélangé avec des matériaux en polymère (tels que le copolymère d'acide glycolique polylactique, PLGA) pour préparer des supports nano-médicaments pour améliorer le ciblage et la biodisponibilité des médicaments.
Matières bioactives: préparation de matériaux biocéramiques tels que l'hydroxyapatite (HA) pour la réparation osseuse et l'ingénierie tissulaire.
Immobilisation de l'enzyme: L'enzyme est mélangée avec le matériau porteur pour préparer l'enzyme immobilisée pour améliorer la stabilité et la réutilisabilité de l'enzyme.
6. Matériaux environnementaux
Matériaux d'adsorption: Préparer des matériaux poreux tels que le carbone activé, la zéolite, etc., pour le traitement des eaux usées et la purification de l'air.
Matériaux photocatalytiques: préparation de photocatalyseurs tels que le dioxyde de titane (TiO₂) pour la dégradation des polluants organiques.
Adsorbant en métaux lourds: Préparez-vous comme le fer, l'adsorbant à base de manganèse, utilisé pour éliminer les ions métalliques lourds dans l'eau.
7. Minéraux et matériaux géologiques
Poudre minérale: le minerai est broyé à l'échelle micron ou nano pour le traitement des minéraux et la récupération des ressources.
Préparation des échantillons géologiques: Préparez la roche, le sol et d'autres échantillons géologiques pour l'analyse géochimique et la surveillance environnementale.
8. Matériaux en polymère
Nanocomposites en polymère: les nano-remplificateurs (tels que les nanotubes de carbone, le graphène) sont mélangés avec une matrice polymère pour améliorer les propriétés mécaniques et la fonctionnalité du matériau.
Alliage de polymère: préparation de mélanges de différents polymères pour améliorer la compatibilité et les propriétés des matériaux.
9. Matériaux alimentaires et agricoles
Additifs alimentaires: Préparer des additifs en trace d'éléments tels que le calcium et le fer nano-échelle pour améliorer la valeur nutritionnelle des aliments.
Carrier des pesticides: les pesticides et les matériaux porteurs sont mélangés pour préparer des pesticides à libération lente et améliorer le taux d'utilisation des pesticides.
10. Autres matériaux spéciaux
Matériaux de frottement: comme les matériaux de friction en cuivre et en fer sont préparés pour les plaquettes de frein et les griffes.
Matériaux structurels à haute température: préparation de matériaux en céramique tels que le carbure de silicium (sic), le nitrure de silicium (si₃n₄) pour les applications aérospatiales et énergétiques.
Avantages du moulin à boule planétaire
Grande efficacité
Un écrasement ultrafine et un mélange uniforme des matériaux peuvent être obtenus en peu de temps.
Contrôleur
La taille des particules et les propriétés du matériau peuvent être contrôlées avec précision en ajustant le temps de broyage, la vitesse et le rapport de granules.
Versatilité
Convient à la préparation d'une variété de matériaux, y compris des métaux, des céramiques, des polymères, des matériaux composites, etc.
Précautions d'application
Contrôle de la pollution
Pour les matériaux de haute pureté, il est nécessaire d'utiliser des réservoirs de broyage de billes de haute pureté et des balles de broyage pour éviter l'introduction d'impuretés.
Contrôle de la température
Une température élevée peut se produire dans le processus d'un broyage à billes à haute énergie, et des mesures de refroidissement doivent être prises pour empêcher la transition ou l'oxydation de la phase des matériaux.
Protection contre la sécurité
Portez un équipement de protection pendant le fonctionnement pour éviter l'inhalation de poussière et les dommages mécaniques.
Broyeur à balle planétaireA une large perspective d'application dans le domaine de la science des matériaux et est un outil important pour préparer des matériaux haute performance.
Paramètres techniques et avantages de performance
Paramètres techniques
Tension: 220VAC (monophasée) ou 380VAC (triphasé), adaptée à différents scénarios de laboratoire ou industriels.
Mode de transmission: entraînement pour assurer le fonctionnement synchrone et stable du disque principal et du réservoir du moulin à boule.
Motor Power: 0. 75KW à 5,5 kW, pour répondre aux besoins du petit lot à la production industrielle.
Révolution Speed: 50-450 RPM (réglable), via l'onduleur pour atteindre la régulation de vitesse sans étape.
Vitesse de rotation: 100-900 RPM (réglable), rapport de vitesse (révolution: rotation) est généralement 1: 2, optimiser l'efficacité de broyage.
Précision de vitesse: ± 0. 2rpm pour assurer la répétabilité.
Matériau du réservoir de moulin à boule: acier inoxydable, agate, zircone, carbure, etc., adapté aux différentes caractéristiques des matériaux.
Volume du réservoir de moulin à balle: 50 ml à 2 L
Charge d'échantillonnage: La quantité totale de matériaux de chargement et de meulage ne dépasse pas 2/3 du volume du réservoir de broyage pour éviter la surcharge.
Taille des particules d'alimentation: les matériaux du sol inférieurs ou égaux à 10 mm, d'autres matériaux inférieurs ou égaux à 3 mm, doivent prétraiter les grands matériaux.
Taille de décharge: jusqu'à 0. 1 μm (niveau nanomètre), optimisé en ajustant la vitesse et le temps.
Spécification de la balle de broyage: diamètre 0. 1-20 mm, Match et réservoir de broyage de la balle, Rapport de matériau de balle recommandé 10: 1.
Environnement de travail: vide de support, gaz inerte, basse température (-196 degré) et hautement température (inférieur ou égal à 200 degrés).
Fonction de sécurité: protection contre la surcharge, arrêt d'urgence, mise hors mémoire, pour assurer un fonctionnement sûr.
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Avantage de performance
Conception du mouvement planétaire: le mouvement complexe de la révolution du disque principale et de la rotation du réservoir du moulin à balle produit un impact à haute fréquence et une force de cisaillement, et l'efficacité de broyage est 3-5} plus élevée que celle du moulin à boules traditionnel.
Sortie à forte énergie: vitesse de ligne allant jusqu'à 10 m / s, adaptée aux matériaux de broyage dur tels que le carbure et la céramique.
Broyage nano-échelle: en optimisant la vitesse et le temps, les nanomatériaux avec une taille de particules inférieure ou égale à 0. 1 μm peut être prêt à répondre aux besoins des expériences de haute précision.
Mélange uniforme: le matériau est soumis à une force multidimensionnelle dans le réservoir, et l'uniformité de mélange est supérieure ou égale à 99%, ce qui convient à la préparation d'alliages de précision et de matériaux composites.
Fonctionnement multimode: broyage sec, broyage humide, broyage à basse température, adapté aux différentes caractéristiques des matériaux.
Évolutivité: combinaison de réservoir unique à multi-tank, expansion de volume de 50 ml à 200L, pour répondre au laboratoire aux besoins de production industrielle.
Structure entièrement clos: Empêchez l'oxydation des matériaux et la pollution, en particulier pour les matériaux médicaux et électroniques.
Protection du gaz inerte: équipé d'une pompe à vide et d'un système de remplissage de gaz pour éviter le risque de matériaux inflammables et explosifs.
Contrôle d'automatisation: régulation intégrée de vitesse de fréquence variable, commutation positive et négative, fonction d'arrêt chronométrée, certains modèles sont équipés d'un écran tactile et d'un module d'enregistrement de données.
Entretien facile: la conception modulaire, le port de pièces (telles que les roulements, les engrenages) peut être rapidement remplacée, réduisant les coûts de maintenance.
Champs d'application
Science des matériaux: nanomatériaux, alliages amorphes, préparation des nanopourages en céramique.
Génie chimique: synthèse des matériaux de catalyseur et de nanocomposites de polymère.
Biomédecine: Préparation de nanocarriers de médicaments et de matières bioactives.
Géométallurgie: analyse minérale, extraction précieuse des métaux.
Cas typiques
Cas 1: broyage de carbure au niveau nanométrique, taille des particules d 50=50 nm, ne prend que 4 heures.
Cas 2. Préparation du matériau d'électrode positif LifePo₄. Taille des particules D90 inférieure ou égale à 200 nm. La capacité de la batterie a augmenté de 15%.
Cas 3: Grind le lithium métal sous la protection des gaz inertes pour éviter l'oxydation et atteindre une pureté de 99,99%.
Résumé
Avec son broyage efficace, son contrôle de taille des particules fines, sa polyvalence et sa sécurité élevée, labroyeur à balle planétaireest devenu l'équipement de base de la recherche et du développement matériel et de la production industrielle. À l'avenir, avec l'intégration des technologies intelligentes et vertes, l'appareil jouera un plus grand rôle dans les nanomatériaux, la nouvelle énergie, la biomédecine et d'autres domaines.
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