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Retsch小課堂|納米研磨關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用分享(下篇)

閱讀:11072      發(fā)布時(shí)間:2021-10-22
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球磨儀的性能對(duì)納米研磨的效果至關(guān)重要,一方面要保證高能量輸入到研磨過程,另一方面球磨儀要有穩(wěn)定的性能,研磨罐研磨球的材質(zhì)要符合納米研磨的要求。那么常用于納米研磨的球磨儀有行星式球磨儀、高能水冷球磨儀、高能撞擊式球磨儀。

#01 行星式球磨儀PM系列

行星式球磨儀是比較經(jīng)典的球磨儀,研磨罐位于太陽輪的偏心位置,太陽輪公轉(zhuǎn)的同時(shí),研磨罐繞軸反方向自轉(zhuǎn)。研磨罐帶動(dòng)研磨球樣品運(yùn)動(dòng)時(shí),受到自轉(zhuǎn)偏向力的疊加影響,產(chǎn)生速度差,從而研磨球研磨罐與樣品之間產(chǎn)生非常強(qiáng)的擠壓力和摩擦力,實(shí)現(xiàn)樣品顆粒的納米研磨。

德國萊馳主要有三款行星式球磨儀用于納米研磨:PM100(一個(gè)工作位),PM200(兩個(gè)工作位),PM400(四個(gè)工作位)。氧化鋯的研磨罐有50mL、125mL、250mL、500mL四種規(guī)格,可根據(jù)樣品處理量進(jìn)行選擇使用。PM系列行星式球磨儀主要采用風(fēng)冷進(jìn)行冷卻,可設(shè)置研磨間歇,避免溫度升溫過高。
 

圖片

PM案例分享1


樣品:沸石;5g
PM400行星式球磨儀;350r/min;3h
125mL氧化鋯研磨罐+100μm氧化鋯研磨球80mL+水60mL;
樣品研磨前:D90=12.28μm、D50=6.83μm、D10=2.22μm;
研磨后樣品顆粒尺寸:D90=176.9 nm、D50=133.5 nm、D10=109.5 nm

圖片

PM案例分享2


樣品:鈦酸鋇;11.5g
PM200行星式球磨儀;500r/min;5h
50mL氧化鋯研磨罐+500μm氧化鋯研磨球30mL+6.5mL油酸+20mL庚烷;
樣品研磨前:D90=15.30μm、D50=3.66μm、D10=1.33μm;
研磨后5h后效果較好樣品顆粒尺寸:D90=95nm、D50=74 nm、D10=59 nm

圖片

#02 高能水冷球磨儀Emax

高能水冷球磨儀Emax是一臺(tái)高能量的球磨儀,轉(zhuǎn)速高達(dá)2000r/min,綜合了三種不同研磨儀的優(yōu)勢:高能撞擊(混合型球磨儀)、強(qiáng)力摩擦(振動(dòng)盤式研磨儀)和可控研磨罐圓周運(yùn)動(dòng)(行星式球磨儀),結(jié)合特殊跑道型設(shè)計(jì)的研磨罐,導(dǎo)致研磨球間摩擦力增強(qiáng),最終研磨效果好。另外,Emax*的高效水冷系統(tǒng),無需間歇,可連續(xù)研磨,極大地提高了研磨效率。Emax有兩個(gè)工作位,氧化鋯研磨罐容積有50mL、80mL和125mL三種規(guī)格。      

 

Emax案例分享1

樣品:電池材料;8g

Emax高能水冷球磨儀;1200r/min;2h
50mL氧化鋯研磨罐+1mm氧化鋯研磨球35mL+25mL異丙醇;
研磨后樣品顆粒均在100nm以下,分布均勻

圖片


Emax案例分享2

樣品:TiO2;10g
Emax高能水冷球磨儀;2000r/min;30min
50mL氧化鋯研磨罐+100μm氧化鋯研磨球30mL+1% Na4P2O7 15mL;
樣品研磨前:D90=1.32μm、D50=0.64μm、D10=0.41μm;
研磨后樣品顆粒尺寸:D90=87 nm、D50=68 nm、D10=57 nm
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#03 高能振蕩撞擊式球磨儀MM500

高能振蕩撞擊式球磨儀兼顧混合型球磨儀和行星式球磨儀的優(yōu)點(diǎn),其運(yùn)動(dòng)方式是水平方向上的振臂運(yùn)動(dòng),能夠在高能量輸入的情況下長時(shí)間運(yùn)行。MM500目前有兩款適合做納米研磨:MM500nano、MM500Control。MM500nano最大頻率35Hz能量更大,冷卻方式為風(fēng)冷,而MM500Control最大頻率30Hz,帶有高效的冷卻系統(tǒng),溫度可以控制在-100℃到100℃之間。MM500的氧化鋯研磨罐形狀類似于Emax的跑道型研磨罐,容積有50mL、80mL和125mL三種規(guī)格。

圖片

MM500案例分享1

樣品:Al2O3;30g;原始粒徑10μm左右
MM500nano高能振蕩撞擊式球磨儀;35Hz;2h
125mL氧化鋯研磨罐+100μm氧化鋯研磨球75mL+0.5% Na4P2O7 33mL;
研磨1h后:D90=200.2 nm、D50=122.9 nm、D10=75.5 nm;
研磨2h后:D90=140.4 nm、D50=93.4 nm、D10=66.8 nm

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MM500案例分享2

樣品:TiO2;25g;原始粒徑3μm左右
MM500nano高能振蕩撞擊式球磨儀;35Hz;2h
125mL氧化鋯研磨罐+100μm氧化鋯研磨球75mL+1% Na4P2O7 30mL;
研磨30min后:D90=119.2 nm、D50=81.4 nm、D10=61.8 nm;
研磨2h后:D90=94.9 nm、D50=74.4 nm、D10=60.2 nm

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# 小結(jié)
總的來說,納米研磨需要高性能的球磨儀來實(shí)現(xiàn),萊馳作為樣品前處理的品牌,擁有較全的高能球磨儀系列:PM系列行星式球磨儀、Emax高能水冷球磨儀、MM500高能振蕩式球磨儀,客戶可以根據(jù)樣品的性質(zhì)、處理量、溫敏性以及儀器的預(yù)算選擇使用。另外,納米研磨都是濕磨,通常使用氧化鋯材質(zhì)的研磨罐研磨球,一般研磨球的量為2/3研磨罐體積,研磨球規(guī)格通常1mm、500μm、100μm,球料比(體積比)不低于6:1,一般還需要使用適合的分散劑分散納米顆粒。

弗爾德儀器
弗爾德(上海)儀器設(shè)備有限公司是弗爾德集團(tuán)在華設(shè)立的全資子公司。全面負(fù)責(zé)德國Retsch(萊馳)粉碎、研磨、篩分設(shè)備,德國Microtrac MRB(麥奇克萊馳)多功能粒度粒形分析儀,Carbolite•Gero(卡博萊特•蓋羅)烘箱、高溫烘箱、箱式馬弗爐、灰化爐、管式馬弗爐、氣氛馬弗爐、真空馬弗爐、高溫馬弗爐及工業(yè)定制爐,Eltra(埃爾特)碳/氫/氧/氮/硫元素分析儀,QATM(奧德鎂)切割機(jī)、鑲嵌機(jī)、磨拋機(jī)、硬度計(jì)在中國的市場銷售、推廣和技術(shù)服務(wù)。

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