需要确定不同样品的分类。常见的有金属材料、陶瓷/硬脆材料、有机/软材料、纳米材料、复合材料和易氧化/敏感材料。每种材料的特性不同,比如金属可能需要高转速和较大的球料比,而有机材料可能需要低转速和湿磨以避免过热分解。
1. 金属材料(如铝、铁、铜粉末)
样品量:占研磨罐容积的 1/3(例如罐体容积500ml,装样约50-80g)。
球料比:5:1~10:1(高比例可提高金属粉末细化效率)。
磨罐球材质:硬质合金(如碳化钨)或不锈钢。
磨球尺寸:3-10mm(小尺寸磨球更适合超细研磨)。
转速:300-500 rpm(高转速加速破碎,但需注意温度控制)。
时间:1-4小时(长时间可能导致冷焊,需分阶段检查)。
介质:干磨或湿磨(湿磨可减少氧化,使用乙醇或惰性液体)。
注意事项:避免金属污染,使用惰性气体保护(如氩气)防止氧化。
2. 陶瓷/硬脆材料(如氧化铝、碳化硅)
样品量:罐容积的 1/4~1/3(避免过度填充导致冲击力不足)。
球料比:8:1~15:1(高比例提高冲击能量)。
磨罐球材质:氧化锆或陶瓷磨球(硬度匹配,减少污染)。
磨球尺寸:5-15mm(混合尺寸磨球提高效率)。
转速:400-600 rpm(高转速增强破碎效果)。
时间:2-6小时(长时间研磨可达亚微米级)。
介质:干磨为主(湿磨可能引入杂质)。
冷却:推荐间歇研磨(每30分钟停10分钟降温)。
3. 有机材料/软材料(如塑料、生物样品)
样品量:罐容积的 1/4(软材料易粘附,需减少装载量)。
球料比:3:1~5:1(低比例避免过度粉碎)。
磨罐球材质:聚氨酯或陶瓷(减少静电吸附)。
磨球尺寸:3-8mm(小尺寸降低热量产生)。
转速:150-250 rpm(低速防止熔融或分解)。
时间:10-30分钟(短时间多次研磨,避免过热)。
介质:湿磨(加入液氮或低温乙醇冷却)。
注意事项:低温研磨(搭配液氮罐)防止热降解。
4. 纳米材料(如石墨烯、纳米氧化物)
样品量:罐容积的 1/5(低填充量减少干扰)。
球料比:20:1~30:1(超高比例实现纳米级分散)。
磨罐球材质:氧化锆或玛瑙(避免金属污染)。
磨球尺寸:0.5-3mm(微球增强剪切力)。
转速:500-800 rpm(超高转速需设备支持)。
时间:4-12小时(分段研磨,每2小时检查一次)。
介质:湿磨(使用表面活性剂溶液防止团聚)。
5. 复合材料(如金属-陶瓷混合物)
样品量:罐容积的 1/3。
球料比:10:1(兼顾不同组分破碎需求)。
磨罐球材质:根据组分选择(如避免金属污染用氧化锆)。
磨球尺寸:混合尺寸(5mm+10mm组合)。
转速:300-400 rpm(平衡硬/软材料需求)。
时间:2-3小时(需均匀性检测)。
介质:干磨或惰性液体湿磨。
6. 易氧化/敏感材料(如锂粉、硫化物)
样品量:罐容积的 1/4。
球料比:5:1~8:1。
磨罐球材质:惰性材质(如聚四氟乙烯)。
研磨罐:真空或充惰性气体(氩气/氮气)密封罐。
转速:200-300 rpm(低速减少产热)。
时间:30-60分钟(短时间+多次补充气体)。
介质:干磨(严格隔绝氧气)。