Kryomahlen ist eine spezielle Form des mechanischen Mahlens.
Es beinhaltet das Mahlen von Pulvern in einer kryogenen Umgebung.
Dies geschieht in der Regel mit flüssigem Stickstoff oder flüssigem Argon.
Diese Methode eignet sich besonders gut zur Verfestigung von Materialien.
Dies geschieht durch die Verfeinerung der Korngröße und das Dispergieren feiner Partikel im Nanometerbereich.
Das Kryomahlen bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Mahltechniken.
Dazu gehören kürzere Mahlzeiten, ein höheres Tonnagepotenzial und eine verbesserte thermische Stabilität.
Außerdem können die Eigenschaften temperaturempfindlicher Proben erhalten bleiben.
Dazu gehören flüchtige Bestandteile und biologische Aktivitäten.
Was bedeutet Kryomahlen? 7 wichtige Punkte erklärt
1. Definition und Verfahren
Kryomahlen ist ein mechanisches Zermahlungsverfahren.
Bei diesem Verfahren werden Pulver in einer Aufschlämmung gemahlen, die aus Mahlkugeln und einer kryogenen Flüssigkeit besteht.
Bei der kryogenen Flüssigkeit handelt es sich in der Regel um flüssigen Stickstoff oder flüssiges Argon.
Bei diesem Verfahren wird die Pulverladung in engem Kontakt mit der kryogenen Flüssigkeit gehalten.
Dies unterscheidet es von der Verformung, die bei kryogenen Temperaturen durch Abkühlung eines Mahlgefäßes von außen erfolgt.
2. Vorteile gegenüber dem konventionellen Mahlen
Das Kryomahlen ermöglicht die Verarbeitung großer Mengen an Material.
Dies geschieht in der Regel in Chargen von 1 bis 30 kg.
Die kryogene Umgebung trägt dazu bei, die Mahlzeiten im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren zu verkürzen.
Die niedrigen Temperaturen verhindern thermischen Abbau und Oxidation, die beim herkömmlichen Mahlen häufig auftreten.
Die Verwendung von kryogenen Flüssigkeiten trägt dazu bei, die Verunreinigung während des Mahlvorgangs zu begrenzen.
3. Anwendung bei der Materialverfestigung
Das Kryomahlen verfeinert die Korngröße von Materialien.
Dies ist entscheidend für die Verbesserung ihrer mechanischen Eigenschaften.
Das Verfahren hilft bei der Dispergierung feiner Partikel im Nanometerbereich in der Metallmatrix.
Dies erhöht die Festigkeit und Leistung des Materials.
4. Bewahrung der Probeneigenschaften
Das Kryofräsen ist besonders vorteilhaft bei der Verarbeitung temperaturempfindlicher Proben.
Es verhindert den Verlust wärmeempfindlicher Bestandteile und flüchtiger Komponenten.
Das Verfahren gewährleistet eine bessere Erhaltung der Partikelgrößenverteilung, der Farbe und der biologischen Aktivitäten.
5. Mikrostrukturelle Entwicklung und Verfestigung
Die Bildung von Nanostrukturen innerhalb der Pulverpartikel kann mit anderen Kugelmahlverfahren verglichen werden.
Dazu gehören Techniken wie das Gleichkanal-Winkelpressen (ECAP), das Rührreibverfahren und die Kaltbearbeitung.
Als pulvermetallurgisches Verfahren erfordert das Kryomahlen einen Konsolidierungsschritt.
Die Veränderungen der Mikrostruktur und der Eigenschaften während der Konsolidierung können mit denen von konsolidierten oder kompaktierten Nanopartikeln und herkömmlichen kugelgemahlenen Pulvern verglichen werden.
6. Wissenschaftliches und industrielles Interesse
Die Technik wurde ursprünglich entwickelt, um die Schwellenwerte für Kriechspannungen und die Leistung bei mittleren Temperaturen in metallischen Werkstoffen zu erhöhen.
In jüngster Zeit hat sich die Arbeit auf die Verwendung des Kryomahlens zur Erhöhung der Festigkeit von Leichtbauwerkstoffen konzentriert.
Dies macht das Verfahren sowohl für wissenschaftliche als auch für industrielle Anwendungen von großem Interesse.
7. Zusammenfassung
Kryomahlen ist eine vielseitige und wirksame Technik zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Werkstoffen.
Dies geschieht durch eine Verfeinerung der Korngröße und die Dispersion von Partikeln im Nanometerbereich.
Seine Vorteile in Bezug auf die Verarbeitungseffizienz, die thermische Stabilität und die Erhaltung der Probeneigenschaften machen es zu einer wertvollen Methode sowohl für die wissenschaftliche Forschung als auch für industrielle Anwendungen.
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