高能球磨法
高能球磨法制备CNTs增强铜基复合材料粉末
第１ ７期
２ １ ６月 ０ ２年
科
学
Ｖ０． ２ Ｎｏ １ Ｊ ｎ ０ ２ １１ ． ７ ｕ ．２ １
１７ 一 １１ （０ ２ １ —２ １０ ６ ｌ ８５ ２ １ ）７ ４ ７ —３
Ｓ ｉ ｎ ｅ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｃ ｅ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｎ
剂用量等方面进行 了单 因素实验 ， 出了各种实验 因素对复合粉末的 Ｄ。 找 和松装 密度 的影响规律。 关键 词 高能球磨法 铜 基复合材 料粉末 碳纳米 管
中图法分 类号 Ｔ １ ．１ ； Ｆ２ １１ ３
文献标志码
Ａ
碳 纤维 增强 铜基 复 合 材 料 以其 优 异 的 导 电 、 导
研究 一直 没有 间 断过 。从 ２ ０世 纪 ７ ０年 代 末 开始 ，
国内有关研 究机 构和 高等 院校就 相 继展 开 了 ｃ ｕ ／ｃ 复合 材料 的试验 研究 ， 取得 了重要 进 展 【 。而 机 并 ６ ｊ 械合 金 化 是 制 备 合 金 化 粉 末 的 重 要 技 术 ， 始 于 起
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４ ℃ 。 ０
球 磨过 程示 意 图如下 ：
第一作者简介 ： １８ 一 ）男 ， 士研究生 ， （９５ ， 硕 研究方向 ： 金属粉体制备 及金属基复合材料。Ｅ－ａｌｊ ｎｔ ｗ ｉ２ ＠１６ ｃｍ。 ｍ ｉ ｉ ｇ ｉｅ１０ ２ ． ｏ ：ａ ａ 通信作者 简介 ： 蔡晓兰 ， 博士生 导师 ， — ａｌｃ ７ １ ６ ．ｏ Ｅ ｍ ｉ ￣９ ６ ＠１３ ｔｍ。 ：
２ 实验结 果和讨论
２ １ 球 磨 时 间对 复合 粉末 的影 响 ．
４ ７ ２２
科
学
高能球磨法制备BaTiO_3陶瓷_吴雪梅
收稿日期:2007-01-05作者简介:吴雪梅(1971-),女,山东金乡人,硕士研究生。
首届山东材料大会论文集(化工篇)高能球磨法制备Ba T i O 3陶瓷吴雪梅,姚景相,陶珍东,王英姿,滕铁力(济南大学材料学院,山东济南 250022)摘要:用高能球磨方法对BaO 和T i O 2混合粉末进行了机械力化学合成B a T i O 3前驱体的试验研究,并借助于高分辨率透射电镜(H RTEM )进行了该前驱体的烧结性能研究。
试验结果表明,随着球磨过程的进行,物料很快细化,随后发生晶体结构的变化。
球磨30h 后的X 射线粉末衍射仪(XRD)图谱中发现了BaT i O 3;球磨50h 后,BaT i O 3的特征峰相当明显。
HRTEM 测定结果证明,机械力化学活化的B a T i O 3前驱体在1200e 下即可获得晶体发育完善、结构致密的烧结体。
所得的烧结体的孔隙率达4.95%,平均孔径为50nm,体积密度达到其理论密度的95%左右,且具有较高的力学性能,抗折强度达500M Pa 以上。
关键词:高能球磨;B a T i O 3陶瓷;烧结;性能中图分类号:TQ174.75+8 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2007)02-0001-04P reparation of BaT i O 3Cera m ics by H igh Energy BallM illingWU X ue -m ei ,Y AO J ing -x iang,TAO Zhen -dong,WANG Ying -zi ,TE NG T ie -li (School ofM ater i a ls Science and Eng ineeri n g ,Ji n an Un i v erdity ,Jinan 250022 Ch i n a)Abst ract :The study on m echanoche m istry synthesis of Ba T i O 3precurso r using the m i x t u re o f Ba O and T i O 3by h igh energy ball m illing m ethod has been carried ou,t and the sinteri n g features of Ba T i O 3precursor also have been experi m ented .The experi m en t resu lts i n dicate tha,t w ith the ba ll-m illi n g ,both particles o fB a O and T i O 2po w der beco m e s m aller rapidly ,consequently ,the crystalli n e str uctures o fco m ponen ts take p lace sign ificant changes .A fter ball-m illed 30h ,t h e Ba T i O 3is obser ved in XRD patterns ,and after ba ll -m illed 50h ,sign ificant d iffracti o n peaks o f BaT i O 3are observed .m echanoche m ically acti v ated Ba T i O 3precursor can been sintered into dense Ba T i O 3cera m ics w ith perfor m ance cr ystalline str uctures ,and its vo l u m e density and pore rate is 95%of t h eo r y val u e and 4.95%respecti v ely ,and the transverse strength is up to 500M Pa K ey w ords :h i g h ener gy ballm illing ;Ba T i O 3cera m ics ;si n tering ;feature B a T i O 3由于其介电损耗小,介电常数较大,被广泛用于制造压电陶瓷、铁电陶瓷器件等。
高能球磨法综述
高能球磨法研究进展高能球磨法研究进展摘要：复合材料的性能与应用和其合成所用的粉体密切相关，合成粉体的方式是提高材料特性的重要途径。
高能球磨法相比于传统方法，有着反应温度低、产量大和粉体粒径分布均匀等优点，使得其在合成粉体中有重要作用。
本文综述了高能球磨法（机械力化学法）在合成粉体方面的具体原理、影响因素和当前研究进展，并进一步展望这种方法在未来的发展前景。
关键字：高能球磨、机械力化学、粉体合成、纳米制备传统上，新物质的生成、晶型转化或晶格变形都是通过高温（热能) 或化学变化来实现的。
按照反应体系的状态，目前合成超细功能粉体的方法可分为固相法、液相法和气相法；若根据合成原理则可分为物理法和化学法。
这些方法在粉体合成方面得到了广泛的应用，但也发现存在着各自的不足。
例如，物理法可制得粒径易控的超细粒子，但所需设备昂贵；化学法成本低，条件简单，易于通过过程控制和调整粒子大小，但适用范围窄，流程长，收率低，无法工业化生产[1]。
高能球磨(high-energy ball milling)又被称为机械力化学(mechanochemistry)，是将物理法和化学法结合，其基本原理是晶体物质通过超细磨的过程中，机械力的作用可以启动其化学活性，使得通常需要在高温下进行反应能在较低的温度下进行。
因此，高能球磨法可以合成一般化学方法和加热方法所不能得到的具有特殊的超细粉体。
这种独特的性质让这种粉体制备方法制备出特殊的超细粉体，使复合材料的合成工艺水平大大提高。
因此，本文综述了高能球磨法的最新发展并展望了其在未来的发展趋势。
1. 高能球磨法的原理与特点高能球磨法是通过球磨机的转动或振动使硬球对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌，能明显降低反应活化能、细化晶粒、增强粉体活性、提高烧结能力、诱发低温化学反应,最终把金属或合金粉末粉碎为纳米级微粒的方法。
其主要原理分为以下几个步骤：(1)晶粒细化通过球磨过程以及反复碰撞和碾碎，使得放入的原始粉末逐渐变小直到纳米级别，随后粉末原子中表面产生一系列的键断裂，晶格产生缺陷，然后缺陷不断扩大化，在球磨罐中形成了一系列随时间增多的无序。
高能球磨机技术探索
高能球磨机技术探索作者：李浩李鸿操来源：《中国新技术新产品》2012年第08期摘要：球磨机工作时需要有足够的动力驱动和选择适宜转速以获得最佳粉碎效果，此外研磨体的选择、凌载、级配、补充、料球比例，操作方法也有很重要的关系。
因此，高效率的球磨机应该能够在较短的时间内向被球磨粉末输送较高的机械能量，使被磨的材料在较短时间内实现机械合金化，甚至形成纳米晶或非晶材料，并减少材料的氧化和污染。
下面，我们在此基础上探讨高能球磨机的技术问题。
关键词：高能；球磨机中图分类号：TQ172.6+3 文献标识码：A球磨机是粉磨工业领域中最具历史的并被广泛采用的一类粉磨设备。
但是由于至今还没有完全弄清楚球磨机的粉磨机理，在提高效率、降低能耗和减少钢耗等方面的研究仍未取得突破性进展。
在球磨机的工作过程中，研磨介质在旋转的筒体内高速运动，通过相互冲击与碰撞传递能量，物料在这种运动过程中被粉碎与研磨。
球磨机的工作参数在很大程度上影响了其内部研磨介质的运动形态，合适的工作参数配置能使球磨机具有更大的研磨效能，球磨机的工作参数大致可以分为结构参数、操作参数和研磨体参数等。
1 高能球磨法的基本原理高能球磨法是利用球磨机的转动或振动，使硬球对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌，把金属或合金粉末粉碎为纳米级微粒的方法。
如果将两种或两种以上金属粉末同时放入球磨机的球磨嘴中进行高能球磨，粉末颗粒经压延，压合，又碾碎，再压合的反复过程(冷焊一粉碎一冷焊的反复进行)，最后获得组织和成分分布均匀的合金粉末。
由于这种方法是利用机构能达到合金化，而不是用热能或电能，所以，把高能球磨制备合金粉末的方法称做为机械合金化。
高能球磨制备纳米晶，需要控制以下几个参数和条件，即正确选用硬球的材质(不锈钢球，玛瑙球，硬质合金球等)，控制球磨温度与时间，原料一般选用微米级的粉体或小尺寸条带碎片，球磨过程中颗粒尺寸、成分和结构变化通过不同时间球磨的粉体的X光衍射，电镜观察等方法来进行监视。
药物制剂中的纳米载体的制备与表征
药物制剂中的纳米载体的制备与表征随着纳米技术的发展和应用的广泛使用，纳米载体在药物制剂领域中扮演了重要的角色。
本文将介绍纳米载体在药物制剂中的制备与表征技术。
一、纳米载体的制备方法1. 高能球磨法高能球磨法是一种常用的纳米载体制备方法。
通过机械能将药物和载体材料进行混合并球磨，使粒径降至纳米尺度。
这种方法制备的纳米载体具有较小的粒径、较高的比表面积和较好的分散性。
2. 沉淀法沉淀法是利用溶剂挥发或添加沉淀剂的方法，使药物和载体材料形成微观颗粒，并通过超声分散使颗粒粒径变小至纳米级别。
该方法简单易行，适用于不同种类的纳米载体的制备。
3. 溶剂挥发法溶剂挥发法是利用溶剂挥发速度的差异使药物和载体材料在溶液中形成纳米级颗粒的方法。
通过调节溶液浓度、溶液挥发速度等条件，可以控制纳米载体的粒径和分散性。
4. 超声法超声法是利用超声波的作用使药物和载体材料在溶液中形成纳米级颗粒的方法。
超声波的剧烈振动和空化效应可以破坏颗粒团聚，使其分散成纳米级颗粒，并且可以调节超声波的频率、功率和处理时间来控制纳米载体的粒径。
二、纳米载体的表征技术1. 扫描电子显微镜（SEM）扫描电子显微镜是一种常用的纳米载体表征技术。
通过扫描电子束和样品之间的相互作用，可以获得样品表面的形貌信息。
利用SEM可以观察纳米载体的形态、大小分布和表面特征等，为纳米载体的制备提供直观的表征。
2. 透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜是一种高分辨率的纳米载体表征技术。
通过透射电子束穿透样品并产生透射电子图像，可以获取纳米载体的形貌、晶体结构和晶格参数等信息。
TEM可以提供纳米载体的详细结构信息，对纳米载体的表征具有重要意义。
3. 动态光散射（DLS）动态光散射是一种常用的纳米载体粒径分布表征技术。
通过测量散射光的强度和时间相关性，可以计算出纳米载体的粒径及粒径分布。
DLS可以实时监测纳米载体在溶液中的粒径变化，为纳米载体的制备提供重要参考。
4. 紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）紫外-可见吸收光谱是一种纳米载体表征技术。
高能球磨法制备吸气材料用超细锆粉
高能球磨法制备吸气材料用超细锆粉景怀宇3秦光荣康志君尉秀英(北京有色金属研究总院,北京100088)摘要: 采用高能球磨的方法制备出超细锆粉,并采用XRD , T E M ,动态光散射粒度测试仪等多种测试手段研究了粉末的组成、形貌和粒度分布。
结果表明,经20 h高能球磨后粉末晶粒达到纳米级,粉末颗粒形状不规则,在球磨过程中有少量铁杂质带入。
对试验结果进行了进一步的分析和讨论。
关键词: 高能球磨;纳米晶;超细锆粉;吸气材料;真空Prep arat i on of U l tra2f ine Z r Po wderby H igh Energy B all Mill i ngJing H ua i yu , Qin G uangro ng , K ang Z hijun , Wei X iuying(Beijing G eneral Research Instit u t e of No n f erro us Met al ,Bei j ing 100088)Abstract : Ult ra2fine Z r po wder used fo r get t er was p rep ared by high energy ball milling1 The p hase co mpo siti o n , shap e of grain ,size d ist ributio n were charact erized b y XRD , T EM and p article sizer1 The resu lt s sho wn t hat af t er b all milling fo r 20 h , t he grain size came u p to nanograde but so me Fe im p urit y g o t into t he po wder , due to wear deb ris f r o m t h e st eel balls. The t est resu lt s were discussed1K ey w ords : high energy ball milling ; n anocrystalline ; u lt r a2fine Zr po wder ;get t er ; v acuum1前言金属锆粉可用作电真空器件的涂复材料或吸气吸气材料的比表面积是提高材料吸气能力的有效办法。
高能球磨法制备纳米金属铜的工艺条件及摩擦学性能研究
第２章离魏球瘗法割备纳来垒藩镱粒予工艺淫辑究在由藏产生酶离心力释重力的综合锋嬲下转换力翳添力黠物辩进行冲击、摩擦、研磨和剪切作用，从而使之粉碎。
２．１．３试验材料德谦４１０、ＢＹＫ—ＤＰ９８３（德国ＢＹＫ助剂公司）、Ｎ６８基础油、玛瑙球、铜粉（１２００目）、三乙醇胺。
图２．１高能行星球磨机示意图２。
２试验方法２。
２．１鬣交法如何科学遣设计试验，戬获褥赢可靠幢的试验数据，这是我们工稷技术人员在试验设计中最需要解决的问题。
试验安排得好，试验次数少且能获得满意的结果，多快好销，事半功倍，反之则事倍功半。
生产实践和科学实验申，人键提惠了诲许多多的设诗框絮，象武汉工程大学硕士学位论文分辨率为０．３４ｎｍ。
在实际拍摄电镜照片时，采用无水乙醇作为分散溶剂，以保证油样不会污染ＴＥＭ镜片。
图３．１为纳米铜粒子的ＴＥＭ照片。
根据透射电镜照片，可得出在不同条件下制得的纳米铜“液”中纳米铜粒子的粒径分布及其分散性如表３．２所示。
箜！垩。
憨塞壹｜至璧整壅塑型墨窭鲞塑整至鉴壅麴萋望———图３．１ＮＣＳｏｏｌ小４Ｃｓ００８纳米铜粒子ＴＥＭ表征表３。
２翁寒镄粒子粒径及冀分毒纳采铜“液”缡米铜粒子粒径及其分布ＮＣＳＯｏｌ大量６０～８０ｎ难，分数性较好，少量团聚第４章铜粒子粉碎过程模型蒙，从而达到抑止其团聚的可能，同时油相体系进入某些颗粒的裂纹处，在再受到外力的冲击和挤压时，使得裂纹扩展而发生体积破碎。
助磨剂更是起着决定性的作用，助磨剂分子在新生表面的吸附可以减小裂纹扩展所需的外应力，促进裂纹扩展。
在裂纹扩展的过程中，助磨剂沿颗粒表面吸附扩散，进入新生裂纹内部的助磨剂分子起到了劈契的作用，防止裂纹的再闭合，加快粉碎过程进行。
４．３．４金属铜的粉碎过程模型示意图根据上述理论，建立了金属铜的粉碎过程模型，其示意图如图４．６所示。
图４．６金属铜的粉碎过程模型示意图在行星高能球磨机中，金属铜的粉碎过程如下：ｌ，体积粉碎：大颗粒金属铜粒子在行星高能球磨机中受到磨球的强烈冲击，整个颗粒发生断裂破坏，破坏后生成粒度较大的中间颗粒，同时被油相所包围，从而抑止其团聚，随着颗粒粒度的减小，。
高能球磨MgNi纳米晶合金的吸氢反应特点
第 %& 卷 0110 年
理论上，%& 吸氢需要在 !’’( ) #’’( ， * +, # ) #’ - %./ 的条件下才能进行 0 1 2 ，高能球磨制备的纳米 晶 %&345 合金，即使经较短时间球磨的粉末，其活性 也大大提高， 在 "6’( 即可和流动的氢发生反应， 而球 磨时间延长，即使在 "’’( 也几乎完全和流动的氢发 生反应。 球磨粉末的加氢反应表明，球磨制备的纳米晶 %& 7 45 7 少量的 %&+ 45 ，在 "6’( 尚不能和氢完全发 生反应，单纯的 %&，45 纳米晶化，不足以使 %& 大量 活化，而当制备出含大量 %&+ 45 的复相合金后，则在 证明了纳米晶的 %&+ 45 "’’( 加氢反应几乎完全完成， 不但自身具有很高的反应活性，而且对纳米晶的 %& 也有较好的催化作用。
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• 随着球磨时间的增加,一方面晶格畸变的总体程度增加,另一方面晶格畸 变程度的分布也有所增加,这很可能是高能球磨方法制备无机非金属纳 米材料的一个重要特征.
结论
• α后—发F生e2机03械与化Zn学O的反混应合生粉成体Zn经铁高氧能体球,合磨成3反h 应转是 化先 为形 纳成 米晶α—ZFn铁e20氧3—体Z.用nO此固法溶合体成,再的反纳应米 晶Zn铁氧体有一定的晶格畸变.
4.球磨35h的样品的XRD图谱中ZnO相的衍射峰已基本消失,主要为尖晶石相 和残余的α—Fe203相的衍射峰.由于起始α—Fe203与ZnO的摩尔比为:11, 式子表明α—Fe203与ZnO反应生成ZnFe204摩尔比亦为1:1,此时只有部分 ZnO反应生成了ZnFe204.
5.当球磨达70h时,除在2θ为33.3。附近还存在一较为弥散的残留的α—Fe203 衍射峰外,其余均为ZnFe204的特征衍射峰.
高能球磨法 制备纳米晶Zn铁氧体
姓名：李成利 学号：1104030118 班级：无机非金属111
摘要：用高能球磨法制备了纳米晶Zn铁氧体.通过样品
的穆斯堡尔（Mossbauer）谱及RD谱的测定,研究了纳 米晶的形成过程.结果表明:球磨约3h——Fe2O3即与ZnO 发生机械化学反应生成Zn铁氧体,这种反应是通过先形成。 α——Fe203——ZnO固溶体而进行的.制得的纳米晶铁氧 体有一定的晶格崎变.
• 少.这与XRD的分析结果一致.
• 根据球磨35h后各样品的XRD可以推断,纳米晶 ZnFe204的形成过程为:
• 表1表明纳米晶ZnFe204的四极分裂值(0.7~o.8mm·s-1)不仅大于块体 ZnFe204(o.33mm·s-1),也大于用化学共沉淀方法所制得的超细粒子 ZnFe204(o.57mm·s-1)。
Fe203。
2.当球磨达15h,Zn0衍射峰的相对强度进一 步减小,同时与α—Fe203的(104)衍射峰 相比,在2θ分别为35.50和62.50附近的衍 射峰强度增加.由ASTM数据可知,这两个 衍射角附近分别存在着尖晶石结构(311) 及(440)晶面的衍射峰.因此可以认为这
两处衍射峰强度的增加是由新生成的尖 晶石型Zn铁氧体与原晶相叠加所致，即 当球磨15h时体系中已出现能被XRD检 测出的Zn铁氧体尖晶石相.
• 实验方法
• 原料为(纯度高于99.5%)的α——Fe203和ZnO粉体.先将 两种粉体分别过200目筛,然后以1:1的摩尔比在玛瑙研 钵中混合均匀.球磨在1ooml的不锈钢球磨罐中进行,用 60个直径为8mm的硬质钢球,钢球与原料的质量比20:1. 所用高能球磨机的型号为QM一1F行星式.球磨在室温下 进行,球磨机转速为200r/min.当球磨达不同的预定时间 后停机取少量样品进行性能测试.
• 在室温下用等加速电磁驱动型Mossbauer谱仪测定不同 球磨时间所得样品的Mossbuaer谱,放射源为57Co(Rh); 用25µm厚的α——Fe203箔进行速度定标.XRD测定所用 靶为cuKa,入=1.54nm·
• 结果与讨论
1. 由图1可见,球磨前为结晶完好α—Fe203 和ZnO的混合物.当球磨5h时,。Fe203与 Zn0的各主要衍射峰仍清晰可见,但各衍 射峰均宽化;同时与α—Fe203的衍射峰相 比Zn0的各衍射峰的相对强度明显减弱, 尤其在Zn0的(101)最强衍射峰上特别明 显.前一现象说明在高能球磨过程中由于 钢球的撞击α—Fe203与ZnO的粒子发生 形变,晶粒在细化;在没有可分辨出的新 物相的衍射峰出现时,后一现象的产生有 两种可能,一是由于高能球磨的作用zno 发生了非晶化,二是Zn0扩散进入α—
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关键词：纳米晶、Zn铁氧体、高能球磨法
Mossbauer谱、XRD
内容：LFe203与Zn0混合粉体在惰性气体气氛 下在普通球磨过程中的变化,发现球磨400多 小时后有ZnFe204形成;KosmaC等(2)利用振 动式球磨机,发现在球磨的初期可以形成Zn 铁氧体,但最终得到的是非平衡态的固溶体 (Fe,Zn)0.作者利用行星式高能球磨机首次合 成了晶粒大小为snm的zn铁氧体纳米晶(3).本 文研究由α——Fe203与ZnO合成纳米晶 ZnFe204的过程.
• 图2为不同球磨时间所得样 品的室温Mossbuaer谱.
• 当球磨时间达3h时,除了原 磁分裂的六线峰外开始出现 一具有四极分裂的双峰.
• 对于α—Fe203+ZnO体系,四 极分裂双峰的出现有两种可 能的原因:一是由于颗粒极小 (粒径小于10nm)的超顺磁性 的性α的—ZFnFe2e0230出4生现成;二. 是有顺磁
• 由图2可见,随着球磨时间的增长,样品Mossbauer谱 线的四极分裂双峰的面积越来越大,磁分裂六线峰的 面积越来越小.如果忽略不同物质之间无反冲因子的 差别,则Mossbuaer谱线的面积与物质的量成正比。
• 从表1中的谱面积可以得到各物 质相对含量的信息.各样品中 ZnFe204与α—Fe203的相对含量 随球磨时间的变化给在图3中.表 明随着球磨时间的增长，α— Fe203不断减少,ZnFe204的量不 断增加.当球磨时间达70h时,剩余 的。α—Fe203的量已极
在高能球磨的作用下a一FeZO3与ZnO发生了机械化学反应
3. 球磨达25h,Zn0晶相的衍射峰强度进一步减弱,3.550附近的衍射峰的强度 继续增加,尖晶石相ZnFe204所特有的位于2θ=42.8、29.90和18.20处的 (400)、(220)和(111)晶面的衍射峰已清晰可辨,说明随着球磨时间增长 ZnFe204的量在增长。