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研磨應(yīng)用的珠穆朗瑪峰—SPEX機(jī)械合金化

Cole-Parmer 2023-09-15 | 閱讀：410

機(jī)械合金化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，要獲得理想的相和微觀結(jié)構(gòu)非常困難，因此機(jī)械合金化也被稱之為研磨應(yīng)用的“珠穆朗瑪峰”。SPEX（現(xiàn)并入Cole-Parmer并更名）發(fā)明了三維∞式研磨方式，高能效，可連續(xù)工作10000分鐘，完美契合機(jī)械合金化需求。

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機(jī)械合金化（MA）

最早是由美國(guó)國(guó)際鎳公司的本杰明（Benjamin）等人，于1969年前后研制成功的一種新的制粉技術(shù)，并被成功應(yīng)用到彌散強(qiáng)化高溫合金的制備中。從其嚴(yán)格定義上講是指，金屬或合金粉末在高能球磨儀中通過(guò)粉末顆粒與磨球之間長(zhǎng)時(shí)間激烈地沖擊、碰撞，使粉末顆粒反復(fù)產(chǎn)生冷焊、斷裂，導(dǎo)致粉末顆粒中原子擴(kuò)散，從而獲得合金化粉末的一種粉末制備技術(shù)。時(shí)至今日，人們對(duì)機(jī)械合金化理論理解進(jìn)一步加深，機(jī)械合金化所需的高能球磨機(jī)性能也進(jìn)一步提升，其應(yīng)用已擴(kuò)展至非晶態(tài)合金、準(zhǔn)晶、納米晶以及非平衡態(tài)材料的研究。

（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

機(jī)械合金化過(guò)程

機(jī)械合金化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，要獲得理想的相和微觀結(jié)構(gòu)，對(duì)實(shí)施機(jī)械合金化的高能球磨機(jī)提出了極高的要求，因此機(jī)械合金化也被稱之為研磨應(yīng)用的“珠穆朗瑪峰”。在大多數(shù)情況下，在有限的球磨時(shí)間內(nèi)僅僅使各組元在那些相接觸的點(diǎn)、線和面上達(dá)到或趨近原子級(jí)距離，并且最終得到的只是各組元分布十分均勻的混合物或復(fù)合物。當(dāng)球磨時(shí)間非常長(zhǎng)時(shí)，在某些體系中也可通過(guò)固態(tài)擴(kuò)散，使各組元達(dá)到原子間結(jié)合而形成合金或化合物。

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（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

機(jī)械合金化利器—SPEX高能球磨儀

目前在全世界范圍內(nèi)，已有數(shù)千篇使用SPEX高能球磨儀做機(jī)械合金化和納米材料研究的高端文獻(xiàn)，甚至可以說(shuō)，每個(gè)做機(jī)械合金化研磨的實(shí)驗(yàn)室里，都至少有一臺(tái)SPEX三維∞式高能球磨儀。SPEX發(fā)明了三維∞式研磨方式，高能效，可連續(xù)工作10000分鐘以上，完美契合機(jī)械合金化需求，在研磨界沒有其他廠家的性能與之匹敵，成就SPEX在研磨界的領(lǐng)導(dǎo)地位。

首先，機(jī)械合金化需要極高的動(dòng)能，球磨設(shè)備需要具備極高的研磨能力。為了增加研磨介質(zhì)，研磨罐和物料粉末撞擊力和摩擦力，為物料粉末達(dá)到原子間結(jié)合提供提供極高的動(dòng)力源泉，SPEX高能球磨儀采用更有效的∞式三維運(yùn)動(dòng)方式，其碾磨能量密度達(dá)到傳統(tǒng)行星式二維運(yùn)動(dòng)的6-8倍。

其次，研磨時(shí)間也是影響機(jī)械合金化效果的重要因素。隨著研磨的進(jìn)程，合金化程度會(huì)越來(lái)越高，因此需要球磨設(shè)備提供足夠長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定研磨能力；SPEX高能球磨儀機(jī)械工作耐久性極限達(dá)10000分鐘以上，充分保證了機(jī)械合金化進(jìn)程的有效性。

最后，研磨溫度也是機(jī)械合金化進(jìn)程中必須考量的重要因素。因?yàn)闊o(wú)論機(jī)械合金化的最終產(chǎn)物是固溶體、金屬間化合物、納米晶、還是非晶相都涉及到高溫?cái)U(kuò)散降解問(wèn)題，研磨溫度越高，合金化產(chǎn)物高溫?cái)U(kuò)散降解越快，合金化效率越低下；SPEX獨(dú)家專利設(shè)計(jì)的∞式三維運(yùn)動(dòng)方式，更高比例輸出正面撞擊力，而非摩擦力，因此熱生成更低，合金化效率更高。