ボールミリングは、材料の物理的・化学的性質を大きく変えることができる、多用途の機械的プロセスである。
ボールミルによる5つの主な効果
1.粒子径の縮小と凝集の除去
ボールミルでは、硬化鋼、鉄、炭化ケイ素、炭化タングステンなどのボールを使用する。
これらのボールは粉砕室内で回転する。
鉱石、石炭、顔料、長石などの材料が粉砕室に加えられる。
ミルが回転すると、ボールが材料に衝撃を与え、より小さな粒子に分解する。
このプロセスにより、粒子径をナノスケール（通常2～20nm）まで小さくすることができる。
衝撃力と摩擦力は、凝集した粒子をばらばらにするのにも役立つ。
2.粒子形状の変化と機械的合金化
ボールミルによる機械的エネルギーは粒子の形状を変化させます。
また、メカニカルアロイングを促進することもできる。
メカニカルアロイングは、異種材料が原子または分子レベルで混合するプロセスである。
これには、冷間溶接、破壊、再溶接の繰り返しが含まれる。
これにより、ユニークな特性を持つ新しい合金が形成されることがある。
ボールミル中の高エネルギー衝撃とせん断力は、粒子を変形させる。
これにより、元素の相互混合が促進される。
3.混合と粉末化
ボールミリングは複数の成分を混合する効果的な方法です。
これにより、固体状態の化学反応性を高めることができる。
特に複雑な物質の合成に有効である。
このプロセスでは、様々な材料の粉末を製造することもできる。
これらの粉末は多くの産業用途に不可欠である。
4.材料特性の変化
ボールミリング中に入力される機械的エネルギーは、材料に構造的、化学的変化を引き起こす可能性があります。
例えば、アモルファス材料を生成することができます。
アモルファス材料は、高強度や耐食性などのユニークな特性を持っています。
また、ボールミリングは、水素のような気体を粉末の形で分離・貯蔵するのにも使用できます。
5.影響因子
粉砕の程度はいくつかの要因に影響される。
例えば、粉砕室内での原料の滞留時間。
ボールのサイズ、密度、個数も重要な役割を果たす。
粉砕材料の性質、供給速度、シリンダーの回転速度も重要である。
遊星ボールミル、ミキサーミル、振動ミルなど、さまざまなタイプのボールミルを使用できます。
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