高能球磨法
• 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。
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
—
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。
宪玲 ? > AB-. ? : ./01"2(0#$ 3!"#$* > 功能性金属材料 ? ) $ + : C2(D(.%： EF(2.F2 GB2HH0 677I
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高能球磨法
高能球磨法高能球磨法是一种通过球磨研磨方式来制备材料的方法，其具有快速、高效、均匀等特点。
在材料研究与制备领域，高能球磨法已成为一种极其重要的工具。
本文将对高能球磨法进行介绍，并探讨其在不同领域的应用，并给出一些实际操作的指导建议。
高能球磨法是一种机械力对材料进行研磨的方法。
通过将含有所需物质的粉末和球磨介质（通常是球磨罐中的钢球）一起置于球磨罐中旋转，利用机械力与碰撞力使粉末颗粒发生变形和破碎，从而实现材料的细化和均匀混合。
高能球磨法相对于传统的研磨方法，具有快速、高效的特点，能够显著缩短反应时间，提高反应效率，并且能够得到具有良好均匀性和细粒度的物质。
高能球磨法的应用非常广泛。
在材料制备方面，高能球磨法可以用于制备各类金属材料、无机材料和有机材料。
通过球磨后，粉末的晶体尺寸得到减小，结晶度得到提高，从而使其具有更好的性能和应用价值。
此外，高能球磨法还可以用于制备纳米材料，如纳米颗粒、纳米管和纳米线等，这些纳米材料具有特殊的光电、磁学和力学性质，对于光电器件、催化剂以及储能材料等领域具有重要应用价值。
在高能球磨过程中，一些参数的选择对于实验结果具有重要影响。
首先是球磨时间，这是指在球磨过程中所持续的时间。
球磨时间的选择与材料的特性有关，一般来说，短时间的球磨可以获得较小的粒径，但晶体尺寸的增加相对较快，因此需要根据材料的实际需求进行合理选择。
其次是球磨速度，这是指球磨罐的旋转速度。
球磨速度过高可能使球磨介质和材料颗粒过度磨损，球磨速度过低可能导致材料无法得到充分研磨。
此外，球磨介质的选择也是十分重要的，一般球磨介质应具有耐磨性好、密度适中和与材料无反应等性质。
总的来说，高能球磨法是一种非常有效的材料研磨方法，其具有广泛的应用前景。
在实际操作中，需要根据实验需求合理选择球磨时间、球磨速度和球磨介质等参数，以实现所需材料的优化制备。
此外，还需要注意球磨过程中的温度和湿度等因素，以保证实验结果的准确性。
高能球磨法制备亚微米TATB炸药
第42卷第21期2014年11月广㊀州㊀化㊀工Guangzhou Chemical IndustryVol．42No．21Nov．2014高能球磨法制备亚微米TATB 炸药刘㊀春,赵㊀林,曾贵玉(中国工程物理研究院化工材料研究所,四川㊀绵阳㊀621900)摘㊀要:高能球磨法是对敏感炸药进行安全细化的有效方法,本文采用高能球磨法对TATB 炸药进行微纳化,研究了微纳过程中影响TATB 细化效果的因素,包括表面活性剂㊁水料比㊁球磨温度㊁转速和球磨时间;总结了高能球磨法制备超细TATB 的操作技巧,如球磨罐的安装㊁装料量的控制㊁磨腔内物料降温和磨球上物料的冲洗㊂上述研究和总结为安全高效利用高能球磨机制备超细炸药进行了有益尝试与探索,优化条件下得到了亚微米级超细TATB 炸药㊂关键词:高能球磨法;TATB 炸药;影响因素;操作技巧;亚微米中图分类号:TQ564㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1001-9677(2014)021-0039-03㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀作者简介:刘春(1967-),女,主要从事含能材料合成及细化工作㊂通讯作者:曾贵玉(1969-),男,副研究员,主要从事微纳米含能材料制备及性能研究㊂The Preparation of Submicron TATB Explosiveby High -energy Ball Milling MethodLIU Chun ,ZHAO Lin ,ZENG Gui -yu(Institute of Chemical Materials,CAEP,Sichuan Mianyang 621900,China)Abstract :High -energy ball milling method was an effective method of fining sensitive explosive safely．TATB explosive was fined through high -energy ball milling method,and the factors which affected the TATB fined results during fined process were studied,including surfactant,ratio of water and TATB,ball milling temperature,rotational speed and ball milling time．The operation skills of high -energy ball milling method were summarized,such as the installation of ball milling pot,control of charge materials,cooling of milling materials and flushing of grinding ball material．These research and summary were useful attempt and hunts for ultrafine explosives preparation via high -energy ball milling method safely and effectively．Under the optimized conditions,submicron grade ultrafine TATB explosive was obtained．Key words :high -energy ball milling method;TATB explosive;affect factors;operating skill;submicron微纳米炸药特别是亚微米尺度以下炸药具有许多与普通颗粒尺度炸药不同的优异性能,如机械刺激感度降低㊁能量释放速度更快㊁临界直径减小等,这些性能使得微纳米炸药在多种领域展现出广阔的应用前景[1-7]㊂为实现炸药的微纳米化,研究者们采用了多种制备方法,包括气流粉碎㊁球磨㊁重结晶㊁自组装㊁溶胶凝胶㊁喷射冷冻㊁喷射干燥以及超临界流体法等[8-17],这些方法各有优缺点,高能球磨法因具有机械作用力强㊁操作相对简便㊁制备量较大㊁对环境影响小等优点而在实际制备中受到重视㊂高能球磨法的细化原理是:高硬度㊁高密度的研磨球在高速运转下会产生很强的碰撞力㊁剪切力和摩擦力,炸药颗粒受到这几种力的共同作用时会发生离散破碎,从而达到细化之目的㊂其操作过程是:将TATB 炸药㊁水及少量表面活性剂按一定比例混合均匀,配置成炸药料液,再装入配置有研磨球的球磨罐中,启动设备进行研磨㊂至一定时间后将得到的物料洗涤㊁固液分离,然后干燥,即得到微纳米TATB 炸药㊂本文采用高能球磨机对TATB 炸药进行微纳化,对影响微纳化效果的几个主要因素进行了探讨,并总结了高能球磨法制备微纳米TATB 炸药的操作技巧,制备出了状态均匀的亚微米级TATB 炸药㊂1㊀高能球磨法制备微纳米TATB 的影响因素用高能球磨法细化TATB 炸药时,表面活性剂㊁水料比㊁球磨温度㊁球磨时间等因素均会影响TATB 炸药细化效果㊂1．1㊀表面活性剂超细TATB 颗粒因比表面积大而易发生团聚,致使得到的颗粒粒径大,必须采取措施阻止或减轻细颗粒的团聚㊂表面活性剂可在超细TATB 颗粒表面形成保护层并在TATB 颗粒间形成阻隔层,从而阻止细小颗粒的聚集炸,有利于TATB 炸药颗粒的细化㊂但表面活性剂的加入量要根据所使用的炸药量㊁球磨介质超纯水的量来定,加入量过多会在球磨过程中产生大量泡沫,使球体在高速旋转下产生的机械力不能完全作用于TATB 颗粒,不利于颗粒的细化;加入量过少又无法起到防止超细TATB 颗粒聚集的效果㊂表面活性剂添加量一般控制在0．1%~1%以内㊂40㊀广㊀州㊀化㊀工2014年11月1．2㊀水料比水与TATB 物料的比例(水料比)显著影响TATB 细化效果㊂当水料比过大时,单位体积中固体颗粒较少,TATB 得不到有效细化,长时间多次球磨也无法使TATB 细化至亚微米级;当水料比过小时,颗粒间距离太近,易发生聚集,不利于细化,同时设备电机易超负荷运行,严重损害设备寿命㊂球磨时应将水料比控制适宜,水料比一般控制在1：1~2：1较好㊂1．3㊀球磨温度由于超细炸药颗粒的团聚程度随着温度升高而增大,在较高温度下超细颗粒会发生明显团聚,影响细化效果㊂因此在炸药球磨过程中,要求料液尽可能保持在较低的温度㊂但在高能球磨过程中,研磨球的高能碰撞㊁摩擦等作用会产生大量热量,导致料液温度升高,引起TATB 颗粒聚集长大㊂球磨时宜采用间隙操作等措施,控制料液温度㊂1．4㊀转㊀速转速是影响细化效果和球磨介质耗损的显著因素㊂转速过高,研磨球及研磨罐盖将受到严重磨损,同时污染产品;转速太低,无法获得良好的细化效果㊂研究也发现,炸药细化效果还与研磨球大小相关:大球在研磨过程中主要起砸碎和搅拌的作用,较小的球则主要起研磨的作用㊂因此在使用高能球磨法对TATB 炸药进行细化时,要对转速进行控制㊂具体操作过程中,开始时转速可高一些(起砸碎样品的作用),操作一段时间后可适当降低转速,这样球磨效率更好㊂1．5㊀球磨时间球磨时间直接决定了TATB 颗粒受到离散破碎的作用时间,因而显著影响颗粒细化效果㊂理论上说,球磨时间增加,TATB 受到的作用越大㊁细化越完全㊁粒径越小㊂这在一定球磨作用时间内是对的,但随着球磨时间的延长,料液温度将提高㊁颗粒的破碎缺陷点减少,因此到一定时间后,炸药颗粒粒径会接近一最小值,继续球磨反而导致细颗粒聚集长大㊂研究证明,当TATB 料液的球磨时间小于20min 时,料液上层的悬浮物少,大部分粗颗粒均沉积在料液底部,细化还不理想;当球磨时间达到2h 时,料液上层及中层悬浮物较多,底部沉积物较少,细化效果较好;当球磨时间超过2h 时,料液上层及中层悬浮物数量减少,底部沉积物增多,表明细颗粒发生了团聚,各球磨时间段的样品粒径分析数据也验证了上述规律,TATB 球磨时宜将球磨时间控制在2h 左右㊂2㊀高能球磨法制备微纳米TATB 的关键控制要素2．1㊀球磨罐的安装高能球磨机的球磨罐可以直接安放在罐座上,先转动V 形把手将罐盖压紧,然后用平把手锁紧螺母,以防止螺杆松动,发生意外㊂球磨罐安装示意图如图1所示㊂图1㊀球磨罐安装示意图对炸药球磨操作来说,安全是首要考虑因素,可自制一些适宜的辅助工具㊂如V 形把手较短,直接用手不易固定牢固,可自制延长扳手,帮助固定球磨罐㊂实际操作表明,该工具很好解决了螺杆松动的问题,保证了球磨罐在高速运转状态下的安全㊂2．2㊀装料量的控制球磨罐内的料液装填量将影响球磨过程安全性和球磨效果㊂球磨罐内装料过多,物料可能会从球磨罐的密封圈处甩出来,造成物料损失及球磨机污染;装料过少,则碰撞㊁剪切作用主要发生在研磨球上,研磨球损耗严重并污染产品,影响产物质量㊂多次实验摸索发现,球磨罐内装料物的容积(包括试样㊁磨球㊁研磨介质等)控制在球磨罐体积的四分之三左右为宜㊂2．3㊀磨腔内物料的降温装有物料的研磨罐在长时间高速运转下,磨腔内会产生大量热量,不仅不利于TATB 炸药细化,热量积累还可能造成安全问题,因此必须控制磨腔内的物料温度㊂在炸药细化过程中,根据实际情况可采取两种方法进行降温:(1)停止运转,用冰袋包覆在球磨罐外部或将磨球罐直接放在冰水中,进行冷却降温;(2)停止运转,自然降温㊂前一种方法能更有效降低磨腔内的温度,大大缩短炸药细化所需时间㊂2．4㊀磨球上物料的冲洗采用高能球磨机对TATB 炸药进行细化后,细小的TATB 颗粒粘附在磨球上,常规冲洗方法不能将牢固附着在磨球上的物料彻底冲洗下来㊂经过对多种物料冲洗方法的优化选择,发现如将粘有物料的磨球倒入放置在容器上的筛子中,由于筛子面积较大,磨球之间能够有效分开,再用超纯水进行冲洗时,物料很容易从磨球上脱落下来,流入容器中,从而简化了冲洗过程,缩短了洗涤时间,同时减少了物料损失㊂3㊀结㊀语采用高能球磨法对TATB 炸药进行细化时,必须研究各种因素对TATB 细化效果的影响,同时合理利用操作技巧,提升样品细化效率,球磨时还需注意操作过程中的危险性㊂在优化的细化条件和适宜的操作下,采用高能球磨法可以批量㊁安全地制备出平均粒径在亚微米级的TATB 炸药㊂参考文献[1]㊀曾贵玉,郁卫飞,聂福德,等.超细炸药粉体性能及其应用研究进展[J].含能材料,2005,13(5):349-353.[2]㊀Liza Mercado,Perla M.Torres,Lewis M.Gomez,et al.Synthesis andCharacterization of High -Energy 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Applications[C].2008.(下转第49页)第42卷第21期陈春玉,等:N-乙酰吗啉的合成及市场应用情况49㊀2014年我国N-乙酰吗啉的需求量约1600t,主要是衍生后得到烯酰吗啉和氟吗啉应用到农药领域;国外采用N-乙酰吗啉和N-甲酰吗啉混合溶剂用于高含硫的天然气脱硫工艺中,目前已有13套工业化装置在运行㊂尽管如此,N-乙酰吗啉作为精细化工产品中的一个小品种,用量还是比较少,一般属于订单式或小规模生产,如何加大力度进行N-乙酰吗啉的应用技术研究㊁市场推广㊁产业链的有序进程等工作还需要进一步的深化研究,以便将其在更多的领域中找到它的用武之地㊂参考文献[1]㊀窦艳容,胡建,黄明刚.烯酰吗啉原药合成技术改进[J].化工技术与开发,2013,42(8):17.[2]㊀程春生,秦福涛,魏振云,等.氟吗啉合成工艺热危险性及动力学研究[J].化学学报,2012,70(10):1227.[3]㊀H.Deringer.Processes of removing acidic components from gases:US,3555782[P].1971-1-19.[4]㊀G.Preusser,M Schulze.Washing agent and a process for washingacidic components from a gas:US,3773896[P].1973-11-20.[5]㊀ler,R.A.Macriss,T.S.Zawacki.Process for acid gasremoval from gaseous mixtures:US,4080424[P].1978-3-21.[6]㊀H.P.Meissner.Process for purification of gas streams:US,4345918[P].1982-8-24.[7]㊀J.Menzel,O.Tondorf.Method of removing carbon dioxide,sulphurcompounds,water and aromatic and higher aliphatic hydrocarbons from industrial 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