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浅谈一种适用于实验室机械合金制备的设备——高能球磨仪

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2023/8/1 13:59:26

机械合金法简介

上世纪60年代末,美国国际镍公司用机械合金法第 一次制备成功耐高温镍铁合金并以此申请PCT。机械合金研磨需要有强劲的动能把固体粉末结合在一起,行星式球磨仪产生的高能撞击可以提供所需能量。在研磨球的撞击和挤压下,细粉颗粒会发生塑性形变并且焊合在一起。所以机械合金法可以弥补传统高温熔融无法制备的样品的不足,并且可以制备更大自由度混合比的样品。



莱驰高能球磨仪器实验室制备硅锗合金案例

硅(Si)和锗(Ge)都是通用常见半导体材料—是光电电池和晶体管产业的基石。硅锗合金材料性质如带隙可以由改变硅和锗混合比例来调整。热电合金材料用于制造航天热偶发电机,保证了空间探索和试验设备的动力供应。


实验过程:硅锗合金比为SI3.63克 Ge2.36克,用50ml碳化钨研磨罐,10mm碳化钨研磨球8个(球料比10:1)。硅料和锗料的原始尺寸为1-25mm和4mm。1000转/分20分钟后,样品已经微粉化无结块现象。接下来1200转/分9个小时(每隔1小时中间间歇1分钟后反转样品以避免样品结块)。


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图1:研磨5h后硅锗合金形成新的特征峰


相较于常规球磨仪,Emax机械合金实验的时间大大缩短,可节省大致50% 的时间。

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图2:高能球磨仪与常规球磨仪用时对比


高能球磨仪:更适合用机械合金法进行材料的实验室制备

对于难融合的样品,球磨机械合金法可以提供高能量输出的撞击和摩擦。实验显示Emax的时间明显少于行星式球磨仪,不仅如此,最 后的结果也显示转化率 更高,无定形态更少、发热结块现象也更少。


弗尔德(上海)仪器设备有限公司隶属弗尔德集团旗下,提供先进的样品处理与分析设备及解决方案。

旗下五品牌:德国Retsch(莱驰)粉碎、研磨、筛分设备,德国Microtrac MRB(麦奇克莱驰)多功能粒度粒形分析仪,Carbolite•Gero(卡博莱特•盖罗)烘箱、高温烘箱、箱式马弗炉、灰化炉、管式马弗炉、气氛马弗炉、真空马弗炉、高温马弗炉及工业定制炉,Eltra(埃尔特)碳/氢/氧/氮/硫元素分析仪,QATM(奥德镁)切割机、镶嵌机、磨抛机、硬度计。


服务于全 球无数实验室、制造商和科研机构,是客户忠实的合作伙伴。弗尔德致力于和客户共同进步成长,为客户提供有效可靠的产品、流程和工艺方法,使其能够更安全、更高效、更持久地发展业务。我们希望通过不懈努力,不断推动技术进步,使世界变得更加健康和安全。


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