Принцип работы обычной шаровой мельницы: вращающийся барабан позволяет мелющим шарам свободно падать под действием силы тяжести и воздействовать на образец, обеспечивая измельчение и перемешивание. Однако он имеет низкую энергоэффективность, длительное время измельчения и сложность обработки ультрамелких частиц.
Принцип работы планетарной шаровой мельницы: за счет планетарного движения (барабан вращается вокруг главного вала, одновременно вращаясь вокруг своей оси) между мелющими шарами и образцом под действием центробежной силы возникают столкновения высокой-интенсивности и силы сдвига. Это концентрирует и высвобождает энергию, что приводит к экспоненциальному увеличению эффективности измельчения.
Кроме того, планетарные шаровые мельницы являются важным оборудованием для повышения производительности всех-твердотельных-литиевых батарей: во всех-твердотельных-батареях используются твердотельные-электроды и твердотельные-электролиты. Материал положительного электрода твердотельных-батарей существенно не отличается от материала аккумуляторов с жидким электролитом, тогда как в качестве материала отрицательного электрода в основном используются отрицательные электроды на основе металлического лития, литиевых сплавов или кремния-. В отличие от жидких литий-ионных-батарей, в твердотельных-батареях вместо жидкого электролита и сепаратора используются твердые электролиты. Основой твердотельных-батарей является разработка твердых электролитов с высокими механическими свойствами, высокой ионной проводимостью, превосходной электрохимической и термической стабильностью и совместимостью с материалами электродов. Технология шаровой мельницы обычно используется при разработке твердых электролитов для обработки твердоэлектролитных материалов и улучшения характеристик всех-твердотельных-батарей.
Задача, на выполнение которой у обычной шаровой мельницы ушло бы 10 часов, планетарная шаровая мельница может выполнить ее за 4-5 часов, а то и меньше!
Принцип измельчения планетарной шаровой мельницы
В процессе измельчения в планетарной шаровой мельнице материал измельчается за счет удара, сжатия и трения мелющих шаров. На самом деле процесс измельчения чрезвычайно сложен. При изучении отдельной частицы она неоднократно подвергается вышеупомянутым напряжениям во время шарового помола, вызывая постоянное расширение существующих или вновь образовавшихся трещин в частице, что приводит к разрушению или пластической деформации.
По мере того как частицы становятся меньше, трещины на них становятся тоньше, что снижает вероятность появления трещин при минимальном напряжении разрушения. Сила измельчения увеличивается до такой степени, что частицы подвергаются пластической деформации, что затрудняет дальнейшее измельчение после достижения определенного размера частиц. Поэтому длительное измельчение шарами бессмысленно и лишь увеличивает энергозатраты, поскольку ультрамелкие частицы не могут накопить упругую энергию, необходимую для распространения трещин.
Фактически, суть принципа измельчения планетарных шаровых мельниц в настоящее время понятна только посредством экспериментальных рассуждений или интуиции. Фактический процесс шаровой мельницы намного сложнее, чем описано выше. Дробление частиц материала варьируется в зависимости от взаимодействия между частицами, между частицами и размольным стаканом, между частицами и мелющими шарами, а также химических взаимодействий между частицами.
Три основных преимущества планетарных шаровых мельниц:
Двойная плотность энергии: центробежное ускорение планетарного движения может достигать 20-40 г (по сравнению с 1 г в обычных шаровых мельницах), что приводит к резкому увеличению кинетической энергии мелющих шаров, что позволяет легко измельчать наноразмерные твердые материалы (такие как карбид кремния и керамика).
Многомерная-траектория измельчения. В отличие от обычных шаровых мельниц, в которых мелющие шары следуют по одной траектории, планетарные шаровые мельницы используют центробежную силу и силу вращательной реакции для создания сложного трехмерного движения, обеспечивая равномерное измельчение без мертвых углов.
Интеллектуальный контроль температуры. Некоторые-современные планетарные шаровые мельницы оснащены циркуляционной системой охлаждения, предотвращающей термическое разложение образцов во время длительной работы (обычные шаровые мельницы часто отключаются из-за перегрева).
ACEY-VHBM-2Lпланетарный шаровой фрезерный станокразработан для универсальной обработки проб, поддерживает сухое измельчение, мокрое измельчение в суспензии и работу в условиях инертного газа. Помимо эффективного уменьшения размера частиц, он обеспечивает тщательное смешивание и гомогенизацию эмульсий и паст, а также механическое легирование и активацию для передовых исследований материалов. Компактная, но полнофункциональная система обеспечивает высокоэффективную и бесшумную работу. Он служит идеальным инструментом для подготовки исследовательских проб в академических, институциональных и промышленных лабораториях с возможностью обработки четырех разных образцов за одну партию.
