一、 實驗方法：
行星式球磨機型號為天創(chuàng)粉末XQM,實驗樣品為:Fe粉 原始平均粒度100μm,純度≥98%,粉末球磨時,先將25g樣品放入球磨罐內(nèi),然后抽真空,充純氬保護。選用球磨機轉(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
二、結(jié)果及分析：
球磨Fe粉時分別采用了Φ15、Φ10、Φ5三種直徑磨球,實驗過程中每隔2h加5mL無水乙醇作添加劑。從粉料細化效果看,三組實驗的 球磨過程均分為三個階段,0.15h前粉料迅速細化,隨后細化速率減緩。對應(yīng)Φ15、Φ10、Φ5三種球徑,當(dāng)球磨時間分別達到3h、4h和6h以后,細化速率進一步降低,此時對應(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化速率較高,而過 臨界尺寸以后小球細化速率變得較高。后二個階段粉料粒度取對數(shù)后與球磨時間約成線性關(guān)系,這種情況在其它工藝條件下的實驗結(jié)果中也有所表現(xiàn)。三組實驗球磨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,在初磨時受到三維方向的碰撞容易破碎。粉料顆粒在隨后的細化過程中由于不斷受到磨球的鐓粗和碾壓作用逐漸變得偏平,使單個顆粒受碰撞的方向變得單一,致使隨后的細化效率下降。球徑大,則每次碰撞時球傳給粉料的能量大,有利于粗粉的迅速細化,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),球與球的碰撞點少,故當(dāng)粉料細化到一定程度時其捕捉粉料的幾率變小, 且按材料細化的一般規(guī)律,隨著粉料細化 過程中表面能的增加會使進一步細化變得困難。小球攜帶的能量小,磨粗粉時的細化效率要比大球低,但因其碰撞點多,捕捉細小粉料的幾率較大,研磨作用 強于大球,故對于細小粉料,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。
對于數(shù)量眾多的小球組的實驗,球磨時球與球碰撞的隨機性和混亂度增加,使得粉料分布較為均勻。以上實驗是在小的填充系數(shù)(1:5)下進行的,填充系數(shù)增加或改變轉(zhuǎn)速,則物料運行情況按分析的原因推測將會有所改變。本實驗結(jié)果說明行星式球磨機球磨行為與磨球的大小密切相關(guān)。
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