Yeni malzemeler alanında bilyalı değirmenin uygulama ilerlemesi
Bilyalı değirmenler, 100 yılı aşkın bir süre önce piyasaya sürülmesinden bu yana kimya endüstrisi, madencilik, inşaat malzemeleri, elektrik enerjisi, tıp ve ulusal savunma sanayi gibi sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle karmaşık mineral işleme, toz yüzey modifikasyonu, toz aktivasyonu, fonksiyonel toz sentezi, mekanik alaşımlama ve ultra ince toz hazırlama alanlarında mekanik bilyalı öğütme yöntemi geniş bir araştırma ve uygulama pazarına sahiptir. .
Bilyalı değirmen, basit yapı, sürekli çalışma, güçlü uyarlanabilirlik, istikrarlı performans, büyük ölçekli ve gerçekleştirilmesi kolay otomatik kontrol özelliklerine sahiptir. Kırma oranı 3 ila 100 arasında değişebilir. Çeşitli mineral hammaddelerin işlenmesine ve ıslak öğütmeye uygundur. Aşındırıcı yöntem olarak kuru taşlama da kullanılabilir.
Yeni malzemeler alanında mekanik bilyalı frezeleme yönteminin araştırma ilerlemesi
(1) Lityum pil malzemeleri
SiOx malzemeleri hava atmosferinde mekanik bilyalı öğütme yoluyla sentezlendi. Lityum iyon piller için anot malzemesi olarak kullanılan SiOx’un hacimsel spesifik kapasitesi, grafitin iki katından daha fazla olan 1487 mAh/cc’ye ulaşabilir; ilk Coulombic verimliliği, işlenmemiş SiO’nunkinden %66,8’e kadar daha yüksektir; ve mükemmel çevrim stabilitesine sahiptir. 200 mA/g akım yoğunluğunda 50 döngüden sonra kapasite 1300 mAh/g civarında sabitlenir. Sonuçlar bu yöntemle hazırlanan SiOx’un pratik olasılığa sahip olduğunu göstermektedir.
(2) Nadir toprak malzemeleri
Nadir toprak parlatma tozu açısından, mekanik bilyalı öğütme yöntemi yalnızca kimyasal reaksiyon sırasında kesme kuvvetini arttırmakla kalmaz, parçacıkların difüzyon hızını da arttırır, reaktanların ve ürünlerin rafine edilmesine yardımcı olur, aynı zamanda solventlerin girişini önler ve azaltır. Ara çökeltme sürecini ortadan kaldırır, parlatma tozu hazırlama sürecinde birçok hazırlama koşulunun etkisini azaltır ve parlatma malzemelerinin araştırma kapsamını büyük ölçüde genişletir. Nadir toprak katalitik malzemeleri açısından, mekanik bilyalı öğütme yöntemi basit bir hazırlama sürecine ve yumuşak koşullara sahiptir ve büyük miktarlarda malzemeleri işleyebilir.
(3) Katalitik malzemeler
TiO2’nin parçacık boyutunu değiştirmek ve fotokatalitik performansını geliştirmek için Qi Dongli ve ark. TiO2 tozunu işlemek için yüksek enerjili bilyalı öğütmeyi kullandı ve bilyalı öğütme süresinin numunenin mikromorfolojisi, kristal yapısı, Raman spektrumu, floresans spektrumu ve fotokatalitik performansı üzerindeki etkisini inceledi. Bilyalı öğütme sonrasında TiO2 numunelerinin bozunma oranı, bilyalı öğütülmemiş numunelere göre daha yüksektir ve 4 saat boyunca bilyeli öğütülen numunenin bozunma oranı en yüksek olup, bu da onun en iyi fotokatalitik performansa sahip olduğunu gösterir.
(4) Fotovoltaik malzemeler
Parlak yassı gümüş tozu hazırlamak için kimyasal indirgeme-mekanik bilyalı öğütme yöntemi kullanılmış ve bilyalı öğütme yönteminin, bilyalı öğütme süresinin ve bilyalı öğütme hızının yassı gümüş tozunun parametreleri ve özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sonuçlar, ıslak bilyalı öğütmenin daha yüksek pul oluşumu verimliliğine sahip olduğunu ancak kuru bilyalı öğütmeyle hazırlanan pul gümüş tozunun daha büyük pul çapına ve daha parlak gümüş görünümüne sahip olduğunu göstermektedir.
(5) Perovskit malzemeleri
Kurşunsuz çift perovskit Cs2AgBiBr6 nanotoz, mekanik bilyeli öğütme işlemi kullanılarak hazırlandı. Bilyalı öğütme süresi arttıkça, Cs2AgBiBr6 nanotoz nihayet saf faza ulaşır, parçacık boyutu kademeli olarak yaklaşık 100 nm’ye düşer ve parçacık şekli çubuk şeklinden yuvarlak parçacıklara değişir.
(6) Adsorpsiyon malzemeleri
Kireçtaşı, kaolin ve serpantin gibi metalik olmayan mineraller, su fazındaki bakır, kurşun ve arsenik gibi zararlı bileşenlerle reaksiyona girme yeteneklerini güçlendirmek için bilyalı öğütme yoluyla aktive edilir. Bu, verimli, basit ve düşük maliyetli yeni bir kanalizasyon arıtma işleminin kanalizasyon arıtma işlemine uygulanmasını sağlar. Hedef metal bileşenlerin seçici çökeltilmesi, ayrılması ve zenginleştirilmesiyle geri kazanılması.
Diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında, kimyasal reaksiyon süreci sırasında bilyalı öğütme yöntemi, reaksiyonun aktivasyon enerjisini önemli ölçüde azaltabilir, toz parçacık boyutunu azaltabilir, toz aktivitesini artırabilir, parçacık boyutu dağılımını iyileştirebilir, arayüzler arasındaki bağı güçlendirebilir, katı iyonu teşvik edebilir difüzyon ve malzemenin yoğunluğunu ve optik, elektriksel, termal ve diğer özelliklerini geliştirmek için düşük sıcaklıktaki kimyasal reaksiyonları indükler. Ekipman basittir, prosesin kontrolü kolaydır, maliyeti düşüktür ve daha az kirlilik vardır. Endüstriyel üretime uygun, enerji tasarruflu ve verimli bir malzeme hazırlama teknolojisidir.