高能球磨機在機械合金化中的應用
機械合金(jin)(jin)化是指金(jin)(jin)屬或合金(jin)(jin)粉(fen)末在(zai)高能球(qiu)磨機中通過粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)顆(ke)粒(li)與磨(mo)球(qiu)長時間激烈地沖(chong)擊、碰(peng)撞,使粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)顆(ke)粒(li)反復產(chan)生冷焊、斷裂,導致粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)顆(ke)粒(li)中原(yuan)子擴(kuo)散(san),從而獲得合(he)(he)金化粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)的一種粉(fen)(fen)(fen)末(mo)(mo)制備(bei)技術。具有成本低(di)、產(chan)量大、工藝簡單及周期短等特點(dian)。機(ji)械合(he)(he)金化已(yi)經成為材(cai)料制備(bei)技術中打的重(zhong)要方(fang)法(fa)之一。到目(mu)前為止已(yi)成功(gong)制備(bei)出彌散(san)強化合(he)(he)金、高溫合(he)(he)金、貯氫(qing)材(cai)料、過飽和固溶體、復合(he)(he)材(cai)料、超導材(cai)料、非晶、準晶和納米晶。
通常實現金屬粉(fen)末機械合金化的球(qiu)磨裝置主要有以下幾(ji)種(zhong):攪(jiao)拌球磨機、滾動球(qiu)磨機、行星(xing)式球(qiu)磨機和(he)震動球(qiu)磨機,如(ru)圖所示。其(qi)工作(zuo)原理(li)如(ru)下:
(1) 攪拌球(qiu)磨機(ji)(圖a)是一種朂有發展前途而且是能量利用率更高的超細粉碎設備,同樣也是重要的機械化設備。攪拌球磨機又稱攪拌磨,它主要由一個靜止的球磨筒體和一個裝在筒體中心的攪拌器組成,筒體內裝有磨球,磨球由裝在中心的攪拌器帶動,攪拌器的支臂固定在攪拌軸上,當攪拌器旋時,磨球與物料作多維度的循環運動和自傳運動,從而在磨筒內不斷地上下、左右相互置換位置產生強烈的運動,由磨球介質重力與螺旋回轉產生的擠壓力對物料產生沖擊、摩擦和剪切作用,使物料粉碎。
(2) 滾動球磨機(圖b)也稱臥式球磨機,球磨筒體繞其橫軸轉動。粉碎物料的作用效果主要取決于球和物料的運動狀態,而球和物料的運動狀態又取決于球磨筒體的轉速。在重力和旋轉所產生的離心力綜合作用下,球體上下翻滾砸在粉末上從而達到破碎和機械化的效果。但其球磨效果一般,效率低。
(3) 振動球(qiu)磨機(ji)(圖c)振動球磨機是利用磨球在作高頻振動的筒體內對物料進行沖擊、摩擦、剪切等作用從而使物料粉碎的球磨裝置。一維振動式球磨機,筒體作縱向振動,在此過程中,磨球拋起落下,砸在粉末上進行研磨。三維振動式,其工作原理和一維振動球磨機相同,但是在三個方向上,自由振動工作情況更為復雜,球體不但和桶壁發生碰撞,還與筒體的頂部和底部碰撞,但其球磨效果也一般,效率低。
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高能球磨機在機械合金化中的應用
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