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特大型振動磨應(yīng)用于超純納米顆粒制造和分散

微米顆粒的機(jī)械粉碎取決于材料的力學(xué)性能，破碎斷裂產(chǎn)生碎片取 決于顆粒的尺寸，低于一定的尺寸，產(chǎn)生破碎的可能性非常小以至于不可能發(fā)生。低于一定的顆粒尺寸，如幾微米的碳酸鈣和大約一個微米的 石英，肉眼可見的脆性材料變成可延伸材料，低于這個尺寸磨礦變得非 常困難。為進(jìn)行粉碎材料的強(qiáng)度和能耗均有增加，這些高能耗可使沖擊的球壓縮物料，使可延伸材料粒度減少發(fā)生，但被磨成的碎片在磨介強(qiáng) 大沖擊下又重新冷團(tuán)聚顆粒，因此被壓縮顆粒變形或形成大的團(tuán)聚，但 沒有被粉碎，這種冷團(tuán)聚是機(jī)械粉碎極限顆粒的主要原因。

低溫干法磨已是成熟的粉磨軟物料的方法，如醫(yī)藥、塑料和食品， 這是無脆性物料在低溫實現(xiàn)的，因此對細(xì)顆粒改變了物料的延伸性，獲 得了細(xì)產(chǎn)品。但此辦法不能進(jìn)行軟物料的納米研磨，未來的方法是在干 法介質(zhì)磨中添加固體添加劑，在干磨加工中添加固體是很多年大家熟知 的方法，如粉磨有機(jī)顏料和干式潤滑劑。粉磨氧化鋅時利用氯化鈉和行 星磨，通過研磨后氯化鈉被溶解和干燥，采用此方法粉磨氧化鋅，一種 相對軟的物料（莫氏硬度為4)獲得小于100nm顆粒。

在采用干冰球作研磨添加劑時，在一定溫度下被蒸發(fā)排入大氣，沒 有停留在粉體內(nèi)，對粉體沒有污染，如圖8-5所示，添加干冰球的目的 是增加磨介的密度，由于水的密度小，對物料的研磨力不夠，難以達(dá)到 高效率，而二氧化碳球的密度比水冰球高，利用干冰減少物料的冷團(tuán) 聚，從而獲得納米顆粒，圖8-6所示為利用干冰球粉磨硫磺。

另外一個更有效減少納米粉磨污染的辦法是前面提到的低溫下水冰 球法，利用冷凍干燥，采用此方法不用考慮粉磨介質(zhì)的殘留問題，如果 產(chǎn)品是水的懸浮液，那么研磨介質(zhì)和磨損的研磨介質(zhì)可通過加溫變成懸 浮液成分。被磨物料可以減少由于水冰球作磨介的介質(zhì)污染。圖8-7所 示為利用水冰球?qū)α蚧堑难心�，�?xì)度優(yōu)于干冰球。

利用此方法沒有顆粒的冷團(tuán)聚現(xiàn)象，因此可進(jìn)行納米顆粒的粉磨和 分散，對分散來說，一般顆粒均為團(tuán)聚的假顆粒，其顆粒間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度 比軟顆粒還小，利用莫氏硬度為6的水冰球，強(qiáng)度已不是問題，因此可 用于所有硬度的材料都可采用此方法來處理，如納米氧化鋁、納米氧化 硅、納米氮化硅、納米碳化硅、納米稀土材料、納米氧化鋅、納米氧化鈦、納米金屬粉、納米合金粉等。