Kugelmahlen ist ein vielseitiges mechanisches Verfahren, das die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Materialien erheblich verändern kann.
5 Schlüsseleffekte des Kugelmahlens
1. Verringerung der Partikelgröße und Beseitigung der Agglomeration
Beim Kugelmahlen werden Kugeln aus gehärtetem Stahl, Eisen, Siliziumkarbid oder Wolframkarbid verwendet.
Diese Kugeln rotieren in einer Mühlenkammer.
Materialien wie Erze, Kohle, Pigmente und Feldspat werden in die Kammer gegeben.
Während sich die Mühle dreht, schlagen die Kugeln auf das Material ein und zerkleinern es in kleinere Partikel.
Dieser Prozess kann die Partikelgröße bis in den Nanobereich reduzieren, in der Regel zwischen 2 und 20 nm.
Die Aufprall- und Reibungskräfte tragen auch dazu bei, agglomerierte Partikel aufzubrechen.
2. Veränderung der Partikelform und mechanische Legierung
Die mechanische Energie beim Kugelmahlen kann die Form der Partikel verändern.
Sie kann auch das mechanische Legieren erleichtern.
Mechanisches Legieren ist ein Prozess, bei dem sich ungleiche Materialien auf atomarer oder molekularer Ebene vermischen.
Dazu gehören wiederholtes Kaltschweißen, Brechen und erneutes Schweißen.
Dies kann zur Bildung neuer Legierungen mit einzigartigen Eigenschaften führen.
Hochenergetische Stöße und Scherkräfte beim Kugelmahlen können die Partikel verformen.
Dies fördert die Vermischung von Elementen.
3. Mischen und Pulverherstellung
Kugelmahlen ist eine wirksame Methode zum Mischen mehrerer Komponenten.
Dies kann die chemische Reaktivität im festen Zustand erhöhen.
Es ist besonders nützlich bei der Synthese komplexer Materialien.
Mit dem Verfahren können auch Pulver aus verschiedenen Materialien hergestellt werden.
Diese Pulver sind für viele industrielle Anwendungen unerlässlich.
4. Veränderung der Materialeigenschaften
Die mechanische Energiezufuhr beim Kugelmahlen kann strukturelle und chemische Veränderungen in den Materialien bewirken.
So können zum Beispiel amorphe Werkstoffe entstehen.
Amorphe Werkstoffe haben einzigartige Eigenschaften wie hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Kugelmahlen kann auch zur Trennung und Speicherung von Gasen wie Wasserstoff in Pulverform verwendet werden.
5. Beeinflussende Faktoren
Der Zerkleinerungsgrad kann durch mehrere Faktoren beeinflusst werden.
Dazu gehört die Verweilzeit des Materials in der Mühlenkammer.
Auch die Größe, Dichte und Anzahl der Kugeln spielen eine Rolle.
Die Beschaffenheit des Mahlguts, die Zuführungsrate und die Drehgeschwindigkeit des Zylinders sind ebenfalls wichtig.
Es können verschiedene Arten von Kugelmühlen, wie z. B. Planetenkugelmühlen, Mischmühlen und Vibrationsmühlen, eingesetzt werden.
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