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为什么没能够机械合金化?

本人最近想通过机械合金化制备合金粉末,于是先模仿文献中已有成分来试着做一下。选择五种元素的粉末,等原子比加入。机械合金化采用的球料比是10:1,不锈钢真空球磨罐,磨球是硬质合金球(主要是5mm小球,还有2颗10mm大球),球磨机:行星式球磨机(2L),转速300rpm, 总共球磨时间40h,为了防止过热,结块儿,每转1h,间隔停止30min。每隔5h,卸下罐取出一些粉末以用于后来测XRD。可是实验做完后,将20min,5h,10h,15h,20h,25,......,40h粉末拿去做xrd,发现并没有完全合金化,也就是说开始的元素峰还在,未完全消失。这是问什么呢?问题出在哪里呢?
本人猜想会不会是以下几方面原因:
1)球磨机转速过低(PS:本人使用的行星式球磨机为国产球磨机,2L的,话说文献里人家用南大的QM-3SP2,也是300rpm在类似条件下30h就开始完全和进化了啊,而且元素峰消失的很明显)
2)磨球尺寸过小(我从书中看到,说磨球中大球主要起破碎作用,小球则起研磨作用,而且相同质量的球,球越小,数量越多,碰撞的机会越多,所以,我主要采用5mm小球,加2颗10mm大球),但是会不会球尺寸小导致磨球给予粉末的冲击能量不足呢?
3)球磨间隔时间过长,即:会不会是每旋转1h,停30min,停的时间过长,导致球磨时温度不高,不利于组元间扩散和提高合金化?
4)球磨不连续:由于怕晚上没人在时球磨机自己运行不安全,所以存在这种情况,就是今天总共球磨5h(加上停止时间,总共7.5小时),隔一夜后,明天再继续磨,这样会不会由于球磨温度的原因导致最后没能合金化?
求各位为我分析一下,求大神指导,万分感谢,话说球磨周期挺长,不能盲目的瞎尝试啊,所以劳烦大家帮助一下,谢谢!
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共26个回答
试试对制备的合金粉末的原子比进行原料的物质的量进行配比
我们这里2L的小罐子,转速都是300。
磨球尺寸的话,我觉得差不多了吧,我看他们也是直径5或者6的球。你的填充系数是多少呢?一个罐子多少重的球多少粉?怕粉粘底下,你可以中途开罐子把粉捣一捣,存在氧化问题吗? ...
我用的250ml的真空不锈钢球磨罐,填充系数大约0.4-0.5左右,也就是先把球放入球磨罐中,使得球高度大约占罐高的0.4-0.5,粉末应该都填充在磨球之间了,不占什么高度。球料比:10:1,大概一个罐子磨了80g左右的粉。因为抽真空充氩气,并且中途取粉是在手套箱内完成的,感觉氧化不严重,后来粉末做XRD,也没发现氧化物的峰。我现在也就得是不是转1个小时停半个小时可能造成MA过程非常不连续,能量散失较大,打算采用转5个小时取料时停1个小时,不知合理否?恩,看来球磨还是要连续,不能再隔一晚再磨接下来5小时了
公转自转倒不是太清楚,用的南大的行星球磨机,转速在250-300转之间。...
你是说球磨机上显示的转速是250-300?
球料比可增加到20~50;转速也不是越高越好,要使得球能不断地砸向粉末而不是干磨,因此可适当降低些转速试试;加长球磨时间,我们都是定好时间后一转一个晚上(采用的是南大的行星球磨机)。
你好,我想问问,为加料时,通常现将称量配比好的粉末加入球磨罐中,然后再将称量好的磨球加入,这样会不会导致我的粉末一直沉于罐底(话说粉末密度没有硬质合金大),而得不到好的冲击碰撞,最终才没能合金化呢?
还有一般文献中的转速都指的是自转速度?(南大行星式球磨机显示速度为自转速度)
我用的250ml的真空不锈钢球磨罐,填充系数大约0.4-0.5左右,也就是先把球放入球磨罐中,使得球高度大约占罐高的0.4-0.5,粉末应该都填充在磨球之间了,不占什么高度。球料比:10:1,大概一个罐子磨了80g左右的粉。 ...
我说错了,2l罐子是更大的。他们用的就是你那种小罐子,是250ml的

楼主,请问你解决了嘛,我也遇到了这个问题呢。。磨40个小时也磨出来,参数跟你的差不多
我们也是250ml的罐子,球铺一层,最多占到底部面积的一半,太多的话太过于拥挤效果差。
不要自我画地为牢束缚自己。既然小球料比不行,那为什么就不能换大的试试呢?因为从道理上来讲,大球料比是有利于碰撞和加速合金化的。...
嗯,好的,我尝试下较大的球料比
球只铺一层?请问你们 用的是多大的球呢?要是干磨的话填充系数会不会太小了些呢?如果按照10:1或者更大的球料比的话,每罐球磨粉末量不会很少?一般关于机械合金化过程填充系数貌似都在0.5左右。...
我们的粉体不是太多,一般都在10g左右,大球大概3-4个,小球也是3-4个,你那个250ml的放80g下去我觉得好恐怖,我们球料比都是20:1,想想,如果你是80g粉,用20:1,那得要1600g的球,250ml的罐得塞满了,就算你10:1,也要800g的球,我200g的球放一层的一半,你这800g应该也要两层了,如果是两层的话那么小的罐子转起来球很难充分运动,特别是最下面的那层,这样能量肯定达不到,效果会差。我们老板说千万不能把第一层铺满,更谈不上第二层了。
试试高能球磨机,每1.5小时停0.5小时!本科屌丝实验
恩,用的行星式球磨机属于高能球磨机。每隔1.5小时停0.5小时,效果怎样?球磨粉末团聚结块不严重吧?
我用的250ml的真空不锈钢球磨罐,填充系数大约0.4-0.5左右,也就是先把球放入球磨罐中,使得球高度大约占罐高的0.4-0.5,粉末应该都填充在磨球之间了,不占什么高度。球料比:10:1,大概一个罐子磨了80g左右的粉。 ...
你没有正反转交替吗?正反转会比较均匀一点,正反转之间可以停机几分钟,但这个其实对降温影响不是很大。那要是沉积严重,你可以中途开罐子刮一刮。前期5小时一停,后面可以10小时一停啊。你这个停只是要冷却的话,可以泡水里,降温快,不然要放好久

我们这里2L的小罐子,转速都是300。
磨球尺寸的话,我觉得差不多了吧,我看他们也是直径5或者6的球。你的填充系数是多少呢?一个罐子多少重的球多少粉?怕粉粘底下,你可以中途开罐子把粉捣一捣,存在氧化问题吗?(那就在手套箱里操作)
我觉得温度很可能是一个重要因素,转1h停机30min,放机子里降温效果不是很好的,除非你卸下来放空气中。你转5h后等第二天再接着转下一个5h,这样温度倒是会完全降下来。你可以考虑10h一停取粉。晚上让机子转没关系的吧,你拧紧一般不会掉的。
另外,你成分不同,别人的参数你只能参考一下,也许你的球磨时间还不够。还有,也许别人的成分用小罐子能磨出来,你的可能就需要用大罐子能量才够呢?另外,硬质合金球比较重,相对不锈球能量还是比较大的。
楼主 我也是球磨24h后 开始元素的峰还在
我们组里球料比都是20:1,球料比太低能量不够
我们也是250ml的罐子,球铺一层,最多占到底部面积的一半,太多的话太过于拥挤效果差。
球只铺一层?请问你们 用的是多大的球呢?要是干磨的话填充系数会不会太小了些呢?如果按照10:1或者更大的球料比的话,每罐球磨粉末量不会很少?一般关于机械合金化过程填充系数貌似都在0.5左右。
你是说球磨机上显示的转速是250-300?...
是的
楼主,请问你解决了嘛,我也遇到了这个问题呢。。磨40个小时也磨出来,参数跟你的差不多
请问后来做出来了吗

我们的粉体不是太多,一般都在10g左右,大球大概3-4个,小球也是3-4个,你那个250ml的放80g下去我觉得好恐怖,我们球料比都是20:1,想想,如果你是80g粉,用20:1,那得要1600g的球,250ml的罐得塞满了,就算你10:1 ...
你好,请问你以前机械合金化用这样的方法有没有效果
啊?这样啊?我看一些国内课题组的文献,用的南大QM-3SP2行星式球磨机,由于这款球磨机显示屏上数值为自转速度,所以,我一直认为文献内转速为自转的,额,弱智了........
看楼主是工科专业,想必学过机械原理相关课程。可以通过有关轮系的相关知识得到行星球磨轮系球磨罐自传和围绕中心公转的转速之间的关系的。
试试高能球磨机,每1.5小时停0.5小时!本科屌丝实验

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