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| 高能球磨法制備超細粉體的影響因素 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-02-17 07:09:00 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/遠志）高能球磨法制備材料所需的設備少、工藝簡(jiǎn)單，但影響最終產(chǎn)品組成和性能的因素卻很多。其中原料性質(zhì)、球磨強度、球磨環(huán)境、球磨氣氛、料球比、球磨時(shí)間和球磨溫度等是主要因素。
（1）原料性質(zhì)的影響。物料體系的組成和各組分的配比是決定最終產(chǎn)品組成的物質(zhì)基礎，不同的原料組成和組分配比即使在相同球磨條件下也會(huì )得到不同的球磨產(chǎn)品。
（2）球磨強度的影響。高能行星磨中研磨介質(zhì)對物料的高速高頻沖擊碰撞有利于能量的轉換和分子、原子及離子的輸運和擴散。實(shí)驗表明，球磨強度對機械合金化非晶的形成具有重要的影響。強度低時(shí)，粉末形成非晶的時(shí)間較長(cháng)，甚至無(wú)法形成非晶；強度較高時(shí)，形成非晶的時(shí)間大大縮短，且有助于非晶成分范圍的擴大，當球磨能量高到一定程度時(shí)更宜形成穩定的化合物而不是非晶。對于硬度和強度較高的多組分氧化物體系，因其價(jià)鍵較牢固，鍵能較高，球磨強度較低時(shí)根本無(wú)法使之發(fā)生晶格扭曲、畸變等，也就談不上機械力化學(xué)反應。
（3）球磨環(huán)境的影響。對無(wú)機非金屬的粉磨通常有干法和濕法兩種粉磨方法，干法操作簡(jiǎn)單，濕法往往可以得到更小的粉磨產(chǎn)物粒徑。然而濕法粉磨產(chǎn)生相變的時(shí)間遠遠高于干法，這是由于濕法摩擦系數小，顆粒在水中的界面能小于在空氣中的表面能，因而使粉體顆粒難以積聚起足夠的能量以克服相變所需要的激活勢壘的緣故。而干法粉磨至一定程度時(shí)，相變的發(fā)生幾乎是必然的。機械能誘性的材料內部結構變化通常要求顆粒(晶粒)尺寸及自由能達到極限值，而在濕法粉磨環(huán)境下，碎裂表面的溶解和“重建”、良好的潤滑和冷卻環(huán)境都阻礙了顆粒尺寸和自由能達到極限值，從而阻礙了多晶轉變的發(fā)生。
（4）研磨介質(zhì)尺寸及料球比的影響。高能球磨中多采用尺寸較小的硬質(zhì)合金球或氧化鋯球、氧化鋁球等，這是因為小尺寸球有利于增大研磨介質(zhì)與物料之間的摩擦面積。為了獲得較高的球磨能量，通常采用比普通球磨機小得多的料球比。當裝料量和球徑大小一定時(shí)，球運動(dòng)的平均自由程取決于裝球量。裝球量過(guò)小即料球比過(guò)大時(shí)，物料受研磨的機會(huì )減少；反之，料球比過(guò)小時(shí)，球的平均自由程減小，不能充分利用其機械力，因而降低機械力化學(xué)反應的程度。
（5）球磨時(shí)間和溫度的影響。球磨時(shí)間的長(cháng)短直接影響粉磨產(chǎn)物的組成和純度。某些金屬或合金的MA 非晶化和晶型轉變只在—定的時(shí)間范圍內進(jìn)行，粉磨時(shí)間過(guò)短時(shí)材料內部能量聚集太少不足以破壞其結合價(jià)鍵；粉磨時(shí)間過(guò)長(cháng)又可能會(huì )發(fā)生其他的化學(xué)變化。對于無(wú)機非金屬材料的機械力化學(xué)合成，通常需要較長(cháng)時(shí)間的球磨。
在研磨過(guò)程中，由于球磨對粉末的摩擦和撞擊，粉末的溫度會(huì )升高，局部溫升有利于固相反應，但整體溫度的升高會(huì )加劇物料間的團聚及其與磨球和筒壁的黏附，粉磨某些有機物時(shí)，溫度過(guò)高還會(huì )導致其分解等現象。一般認為，研磨時(shí)粉末的溫升不宜超過(guò)350K。
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