Лабораторная работа № 1 Исследование влияния длительности помола на величину удельной поверхности гранитного отсева

Аппаратура и материалы: вибромельница-истиратель (размер измельчаемых частиц исходного материала, не более – 3 мм; объем разовой загрузки чаши – 20…50 см³), планетарная мельница МП/0,5 (размер фракций после помола – 1…0,2 мкм), электронные весы adventurer, стакан, секундомер, прибор Т-3 для измерения удельной поверхности, гранитный отсев (Гиреевский карьер, Полтавская обл.).

Основные понятия.

Механохимическое воздействие (англ. mechanochemical treatment или mechanical milling and alloying) – механическая обработка твердых смесей, в результате которой происходит пластическая деформация веществ, ускоряется массоперенос, осуществляется перемешивание компонентов смеси на атомарном уровне и активируется химическое взаимодействие твердых реагентов.

Механохимическое воздействие как метод высокоэнергетического механического воздействия на твердое тело можно разделить на две основные составляющие: механоактивацию, иногда называемую просто механическим размолом или истиранием (mechanical milling, mechanical activation), и механическое сплавление, или механосинтез (mechanical alloying, mechanochemical synthesis). В обоих случаях применяются различные конструкции планетарных и струйных мельниц, дезинтеграторов.

Измельчение при ударном, ударно-истирирающем или истирающем воздействиях приводит к накоплению в частицах твердого тела структурных дефектов, фазовым превращениям и даже аморфизации кристаллов, что влияет на их химическую активность. В случаях, когда скорость накопления дефектов превышает скорость их исчезновения, и происходит механоактивация.

Механохимическое воздействие является одним из наиболее производительных методов получения больших количеств нанопорошков различных материалов – металлов, сплавов, интерметаллидов, керамики, композитов.

Удельная поверхность – усреднённая характеристика размеров внутренних полостей (каналов, пор) пористого тела или частиц раздробленной фазы дисперсной системы.

Удельную поверхность чаще всего определяют по количеству адсорбированного материалом инертного газа и по воздухопроницаемости слоя порошка или пористого материала. Адсорбционные методы позволяют получать наиболее достоверные данные.

Принцип действия планетарной мельницы МП/0,5: Планетарная мельница МП/0,5 предназначена для тонкого и сверхтонкого, сухого или мокрого измельчения порошков, а также для приготовления смесей и перемешивания паст. Мельница планетарная используется для работы в лабораториях и малотоннажных производствах. Кинематика и геометрия планетарной мельницы МП/0,5 спроектирована с учетом обеспечения наиболее эффективного режима измельчения.

Конструктивные особенности планетарной мельницы МП/0,5:

1. Простота и надежность крепления стаканов;

2. Возможность существенного сокращения времени помола и смешивания, по сравнению с традиционными видами мельниц;

3. Возможность измельчения и смешивания широкого ассортимента материалов, в том числе таких, которые не поддаются обработке на других видах оборудования;

4. Малые объемы барабанов позволяют применять для изготовления мелющих тел, стаканов и футеровок разнообразные материалы, как по твердости, так и по составу, что обеспечивает химическую чистоту пробы;

5. Для обеспечения выбора оптимального режима измельчения или смешивания, планетарная мельница оснащена частотным преобразователем;

6. Возможность получения тонкодисперсных порошков некоторых видов материалов с минимальным размером частиц до 1…0, 2 мкм.

Время измельчения материала до нужной дисперсности определяется экспериментально и зависит от вида измельчаемого материла и способа помола (сухой-мокрый).

Таблица 1.1.