一、 實(shí)驗(yàn)方法：
行星式球磨機(jī)型號(hào)為天創(chuàng)粉末XQM,實(shí)驗(yàn)樣品為:Fe粉 原始平均粒度100μm,純度≥98%,粉末球磨時(shí),先將25g樣品放入球磨罐內(nèi),然后抽真空,充純氬保護(hù)。選用球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為225r/min,球料比為10:1,填充系數(shù)約為0.2,球徑為研究對(duì)象。采用立體生物顯微鏡和掃描電鏡觀察粉末形貌和粒度變化情況。
天創(chuàng)粉末XQM行星式球磨機(jī)
二、結(jié)果及分析：
球磨Fe粉時(shí)分別采用了Φ15、Φ10、Φ5三種直徑磨球,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每隔2h加5mL無(wú)水乙醇作添加劑。從粉料細(xì)化效果看,三組實(shí)驗(yàn)的 球磨過(guò)程均分為三個(gè)階段,0.15h前粉料迅速細(xì)化,隨后細(xì)化速率減緩。對(duì)應(yīng)Φ15、Φ10、Φ5三種球徑,當(dāng)球磨時(shí)間分別達(dá)到3h、4h和6h以后,細(xì)化速率進(jìn)一步降低,此時(shí)對(duì)應(yīng)的臨界粉料尺寸分別約為7μm,5μm和3μm。在臨界尺寸以前大球的細(xì)化速率較高,而過(guò) 臨界尺寸以后小球細(xì)化速率變得較高。后二個(gè)階段粉料粒度取對(duì)數(shù)后與球磨時(shí)間約成線性關(guān)系,這種情況在其它工藝條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中也有所表現(xiàn)。三組實(shí)驗(yàn)球磨16h后的平均粒度分別是3.125μm,2.11μm和1μm。
以上現(xiàn)象應(yīng)與磨球攜帶的能量大小、磨球與粉料的接觸頻度以及Fe粉的初始形態(tài)有關(guān)。原始Fe粉呈粗大的近等軸不規(guī)則形狀,在初磨時(shí)受到三維方向的碰撞容易破碎。粉料顆粒在隨后的細(xì)化過(guò)程中由于不斷受到磨球的鐓粗和碾壓作用逐漸變得偏平,使單個(gè)顆粒受碰撞的方向變得單一,致使隨后的細(xì)化效率下降。球徑大,則每次碰撞時(shí)球傳給粉料的能量大,有利于粗粉的迅速細(xì)化,但大球的數(shù)量比小球數(shù)量少得多(在同一球料比下球數(shù)與球徑立方成反比),球與球的碰撞點(diǎn)少,故當(dāng)粉料細(xì)化到一定程度時(shí)其捕捉粉料的幾率變小, 且按材料細(xì)化的一般規(guī)律,隨著粉料細(xì)化 過(guò)程中表面能的增加會(huì)使進(jìn)一步細(xì)化變得困難。小球攜帶的能量小,磨粗粉時(shí)的細(xì)化效率要比大球低,但因其碰撞點(diǎn)多,捕捉細(xì)小粉料的幾率較大,研磨作用 強(qiáng)于大球,故對(duì)于細(xì)小粉料,小能量多數(shù)量的小球的破碎效果比大球更為突出,相比較大球一組的粉料粒度分布不如小球一組的集中,顯然這是磨球捕捉粉料幾率大小的一種結(jié)果。
對(duì)于數(shù)量眾多的小球組的實(shí)驗(yàn),球磨時(shí)球與球碰撞的隨機(jī)性和混亂度增加,使得粉料分布較為均勻。以上實(shí)驗(yàn)是在小的填充系數(shù)(1:5)下進(jìn)行的,填充系數(shù)增加或改變轉(zhuǎn)速,則物料運(yùn)行情況按分析的原因推測(cè)將會(huì)有所改變。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明行星式球磨機(jī)球磨行為與磨球的大小密切相關(guān)。
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