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影响球磨质量的因素分析
发布时间：2013-05-04 07:44 来源：未知
在球磨机中，物料的研磨效果除了与自身的性质有关外，还与球磨罐的尺寸、球磨介质与磨料之间的碰撞速度及碰撞速率、球磨罐中物料的多少、球磨罐中球磨介质尺寸及其质量与磨料的质量之比（球料比）、球磨的时间、球磨的环境等因素有很大关系。
1.1球磨机类型
对于上述球磨机，磨球在球罐内的运动方式、运动速度、磨球与粉末间能量传递方式、球磨功率及效率等都不同，球磨后物料的生成相也有很大差异‘151。王谦‘161的研究表明：球磨机输入的能量不同，粉末结构演变不同，粉末的畸变程度和晶粒大小也不一样。使用输入能量高的振动型球磨机球磨时，Ti可以完全过饱和固溶于Al，甚至产生了部分非晶相和有序相，输入能量较低的行星式球磨机则不能，更不能形成非晶相。
1.2球磨转速和磨球直径
球磨机的转速和磨球的直径决定了传递给粉末的能量。柳林‘131的研究发现，在磨球直径小、球磨机转速低的情况下，由于球磨能量低，Mo/Si不发生任何固态反应。随着磨球直径与球磨机转速的升高，球磨能量逐渐增加，不仅加快Mo/Si的反应速度，而且生成了两种不同结构的MoSi2(即aMoSi2和3MoSi：)。同样，张二林、杨元政、成钢的研究发现，通过提高球磨机的转速，增加球磨强度，可以促使非晶态较早形成。
1.3球料比
在所有的球磨机工作时，磨球与粉末的质量比（球料比）是影响机械合金化产物的重要工艺参数之一。何正明等研究表明，随着球料比增大，物料与磨球的碰撞几率和磨削面积增大，球磨的效率明显提高；但是球料比过大，超过某一极限时，由于磨球之间碰撞增多，导致球磨效率逐渐降低，反而使合金化的过程减慢。马明亮、柳林等在相关的实验中也证明了这一点。
1.4球磨环境
由于球磨时，粉末颗粒急剧变小，产生大量新鲜表面，粉末中的变形储能很高，各物质之间极易发生反应，所以在高能球磨时，一般要对球罐抽真空并充入�；て�( Ar)，防止空气对粉末的污染[15,22]。相关的研究指出，空气中氧气的污染，造成非晶化的转变被抑制，难于形成金属间化合物。
1.5球磨持续时间
在球磨机上进行机械合金化时，可连续研磨，也可断续研磨，随着球磨持续时间的延长，磨球通过碰撞、挤压传递给粉末的机械能不断累积，导致混合粉末发生一系列显著的相变。高岩、杨景海‘24 3通过对Ti/Fe系进行球磨获得纳米晶TiFe合金时指出，随着球磨时间的延长，混合粉出现如下变化：Ti/Fe混合粉、Fe基亚稳态过饱和固溶体、非晶、FeTi金属间化合物。说明在球磨初期，随着时间的延长，粉末的粒度急剧下降，进一步球磨，尺寸逐渐趋于稳定。当粉末发生相变时，首先形成亚稳相（过饱和固溶体、非晶相等），再延长球磨时间，亚稳相逐步向稳定相转变，粉末不再细化。因此，适度的控制球磨时间，是获得所需产物的一个重要因素。
1.6球磨方式
球磨方式对球磨产物有一定影响。湿磨时，粉末容易粘附于球表面上，增加了磨球撞击粉末的机会，使磨球的能量可以更多地传递到粉末上，而且，添加的有机溶剂可以降低粉末的表面能，限制粉末的团聚，有利于粉体细化；干磨时，新鲜表面不断地暴露出来，化学亲和力强，粉末易于粘接在一起，不利于粉末的细化。加入有机溶剂的量对球磨效果也有一定影响：加入量大，则料浆很稀，不容易粘在球上，不能发挥湿磨的长处；而加入量太少，则粉料又过于粘稠，不利于磨球运动，使球磨效率降低。
1.7其他因素
球磨过程中影响到物料质量的因素还有：球磨罐的填充率，磨球弹性模量、密度、硬度，磨球分布的均匀性，球磨温度以及物料本身的性质等。
2、机械合金化技术设备的展望
随着对MA研究的深入，一些经过改进的新型研磨设备不断涌现，如：棒式研磨机、改进型棒式研磨机、单磨球研磨设备，以及其他多种经过特殊设计的研磨设备，在某些MA工艺中还将轧制工艺与研磨相结合，推动了机械合金化技术合成新型材料的发展。但是，由于机械合金化过程的复杂性，有关合金化的机制尚未成熟，对于合金化方面的理论研究，还有很大差异，制约了合金化设备的开发与应用。借助于计算机模拟技术对机械合金化过程中颗粒的形成机理、颗粒与基体的界面特征、强化机制以及微观结构和力学性能的关系进行定量分析，探索球磨机各参数对机械合金化作用的内在联系和规律，对球磨机的各设计参数进行优化，利用机电一体化技术对球磨机的参数进行检测和调整，根据不同的物料性质和要求，采用最优的球磨工艺参数，采用复合的运动方式，提高磨球的传递能量，提高球磨的效率，改善机械合金化设备的性能，对机械合金化的实际应用和理论研究具有重要意义。
