高能纳米冲击磨机器基本工作原理.doc

高能纳米冲击磨简介工作原理：在常温低温（罐体冷循环系统）下通过罐体快速的多维摆动式运动，使磨介在罐内的不规则运动产生巨大的冲击力；延长磨介的运动轨迹、提高冲击能、减少撞击盲点，其工作效率是传统工艺的几十倍。可以显著提高罐内磨介的冲击能量和运动次数，使被粉碎的物质颗粒达到纳米级；同时，大大提高了被粉碎颗粒的均匀度。粉碎过程 宏观物体的粉碎机理是较为复杂的，难以用一个理论来圆满地解释，但我们可以通过晶体的破碎和变形对固体物料受外力作用被粉碎的机理作一些了解：在固体材料中，多晶体的定向是不一致的，在载荷作用下这种晶体的塑性变形有些不同于单个晶体，主要表现在：（1） 在很小的载荷作用下，每个多晶体的空间单元经受弹性变形；（2） 在某种临界载荷作用下晶体沿滑移面开始变形，此变形与力的方向一致或表现为较低的粘附性，但是变形受到其它晶体的迟滞，因而宏观上仍表现为弹性变形，同时伴随着轻微的塑性变形；（3） 进一步增大载荷出现永久变形；（4） 在足够大的应力作用下，晶体重新定向。 固体物料经粉碎后产生了新的表面，外力所做的功一部分转化为新生表面的表面能，所以粉碎产品粒度越细，新生表面积越大，物料的表面能也就越大，能耗也就越高，团聚现象也就越严重。（1） 初始阶段，颗粒的相互作用可以忽略，这时，颗粒内部晶键能的变化为零，物料的粉碎能耗大体与新的表面积成正比；（2） 聚结阶段，颗粒之间产生相互作用，但其作用力比较弱，因此系统的比表面仍然增加，颗粒之间较弱且可逆的聚结作用虽然对表面能有所影响，但颗粒内部的能变化很小，这时物粒的粉碎能耗不与新生的比表面积成正比；（3） 团聚阶段，颗粒之间有较强的相互作用，颗粒内新的晶键能及比表面都将发生变化，被磨物料的粒度可能变粗。粉碎过程保护和助磨 当物料由大颗粒变为超微细小颗粒时，物料在受机械力作用而被粉碎至一定粒度时（1m），自身结构、化学组成、物理化学性质都要发生重大变化。主要变化包括：（1） 物料原子结构的重排和重结晶或形成非晶结构（2） 外来分子如气体、水、表面活性剂等在新生成的表面上进行化学和物理反应；（3） 被粉碎物料的化学组成变化及颗粒之间的相互作用和化学反应；（4） 被粉碎物料物理性能的变化。 当颗粒小到一定程度时因表面积的增大造成氧化加剧，会发生自燃爆炸等现象，如石墨达到40nm时在室温（25）时就会自燃。所以当物料在粉碎过程中应加入相应的保护（如氩气、氮气、二氧化碳等）防止氧化、自燃等现象发生。 在超微细粉碎过程中，当颗粒的粒度小至微米级后，颗粒的质量趋于均匀，缺陷减少，强度和硬度增大，粉碎难度大大增加，同时，因比表面积及表面能显著增大，颗粒相互团聚（形成二次颗粒）明显增强，如不采取一定的工艺措施，这时粉碎效率将下降并很快达到“粉碎极限”。 助磨剂能够显著提高粉碎作业效率和降低“粉碎极限”，它包括不同状态（固态、液态和气态）的有机和无机物。助磨剂的主要目的是提高物料的可磨性，减轻颗粒之间的相互作用（冷焊、团聚）和微细颗粒在磨介上的粘附，提高物料的流动性，从而提高产品细度，降低粉碎极限和单位能耗。固体助磨剂：硬脂酸盐类、胶体二氧化碳、碳黑、氧化镁粉、胶体石墨、石膏等。液体助磨剂：各种表面活性剂，分散剂等。气体助磨剂：蒸气状的极性物质（丙酮、硝基甲烷、甲醇）非极性物质（四氯化碳）实验数据球磨原料球磨时间（h）粒度（nm）石英5小于100中草药（根茎叶果）8小于100碳化钨15小于50灵芝孢子粉（含油）8小于300石墨12小于40人参8小于300虫草8小于300二氧化硅8小于80备注：粒度为平均粒度，灵芝孢子粉加工前需加纯净水湿法加工。机器规格：高能纳米冲击磨（实验型） 型 号：CJM-SYB额定功率：4KW输入电源：220/