球磨工艺参数对纳米悬浮液分散效果的流场仿真研究及实验验证

本文基于湿法球磨分散工艺,利用Fluent对纳米CeO2悬浮液的球磨过程进行仿真模拟,提出以球磨罐磨腔内压强作为其分散效果的评价指标,获得球磨转速、填充率以及球料比等工艺参数对磨腔内压强的影响规律。研究表明,球磨机转速在一定范围内变化时,其转速越大,磨球运动愈激烈,磨腔内压强越大;填充率由0变化为1时,磨腔内压强先增大后减小;球料比增大时,磨腔内压强逐渐增大至平稳。同时采用三因素三水平正交试验,通过沉降试验考察球磨工艺参数对纳米CeO2悬浮液分散效果的影响,验证了球磨仿真的正确性。     

球磨法制备天然辣椒素粉体工艺研究

以天然辣椒素和硅胶为原料和辅料,采用球磨法制备天然辣椒素粉体,采用正交实验法,对球料质量比、天然辣椒素与硅胶的质量比、球磨时间、球磨机转速等参数进行4因素3水平的正交实验设计,研究这些工艺参数对球磨法制备天然辣椒素粉体的影响。结果表明,制备天然辣椒素粉体的最佳工艺为球料质量比为5∶1,天然辣椒素与硅胶的质量比为4∶6,球磨时间为20 min,转速为300 r/min,在此条件下,制备的天然辣椒素粉体中粒径小于10μm的颗粒的体积分数为94.98%。     

机械合金化工艺对Fe_(33)Si_(67)合金微观组织结构的影响

以Fe33Si67(原子分数)为研究对象,采用机械合金化方法制备β-FeSi2热电材料。用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了球磨机转速、球料比及球磨时间等工艺参数对生成物物相和显微形貌的影响,着重研究了机械合金化引起的Fe-Si合金相变过程。研究表明,随球磨时间的延长,合金粉末依次析出ε-FeSi、α-FeSi2和β-FeSi2相,随后β-FeSi2、α-FeSi2相消失,合金粉末转化为单一相ε-FeSi;在球磨机转速为450r/min、球料比为10∶1、球磨时间为35～50h时,所得合金粉末中β-FeSi2相的质量分数约为50%。     

碳包铜纳米颗粒在乙二醇水溶液中的分散性研究

以阿拉伯树胶为分散剂,以乙二醇水溶液为分散介质,采用球磨分散法制备了用于直接吸收太阳辐射能的碳包铜纳米悬浮液.通过分光光度法和沉降法研究了分散剂含量、球磨时间及球磨转速等因素对碳包铜纳米悬浮液稳定性的影响,并对其分散机理进行了初步探讨.结果表明:阿拉伯树胶能有效地分散碳包铜纳米颗粒,得到均匀、稳定的碳包铜纳米悬浮液.当阿拉伯树胶的质量分数为0.1%、球磨时间为2h、球磨转速为250r/min时,分散效果最佳.阿拉伯树胶对碳包铜纳米颗粒的稳定分散作用主要是通过空间位阻机制来实现的.     

高能球磨法对水相介质中微米α-Al2O3分散性能的影响

采用高能球磨与化学分散剂分散相结合的方法,研究了球磨工艺参数及分散剂种类对微米α-Al2O3粉体分散性能的影响,探讨了配制稳定的微米α-Al2O3抛光液的最佳工艺条件。研究结果表明,球磨对微米α-Al2O3的分散有较好的促进作用,若加入分散剂共同进行球磨,在一定的工艺参数下,可以获得良好的分散效果。在球料比为10∶1,pH值为10.5,球磨机转速300r/min的条件下,得到均匀稳定的微米α-Al2O3分散液的最佳分散工艺为:球磨时间60min,SHP作为分散剂且质量分数为1%。     

高分散微细La2O3水悬浮液的球磨工艺及分散机理

采用正交实验和单因素实验相结合的方法,研究了球磨工艺参数(包括粉体质量分数、球磨机转速、球磨时间、球料比和球配比)对微细La2O3水悬浮液分散性的影响及其作用机理,获得了优化后的球磨工艺参数,据此制备出的悬浮液的粉体分散率高达97.88%。粒度测试结果表明采用优化的工艺参数球磨后得到的La2O3颗粒更加细小,分布更加均匀,计算出单个粒径为6μm的La2O3颗粒经过球磨后可以得到球径为1.5μm的颗粒数与球径为0.25μm的颗粒数之比约为1∶195。根据Stokes定律和爱因斯坦方程获得了微细La2O3颗粒沉降位移及扩散位移与其粒度间的函数曲线,从而揭示出采用优化球磨工艺参数球磨后微细La2O3水悬浮液的高分散机理。     

高能球磨制备纳米钨粉的主要影响因素分析

采用振动球磨机对粗颗粒金属钨粉进行超细粉碎研究。按L8(2 7)进行正交实验 ,通过正交实验方差分析确定了制备金属纳米钨粉的最佳球磨时间、球磨介质和球料比 ,并确定了各因素对球磨过程的影响程度     

行星式球磨工艺参数对SmCo5粉体磁性能的影响研究

纳米晶SmCo₅粉体具有高矫顽力和强磁耦合的优点,是制备纳米复合永磁材料使用最广泛的硬磁材料之一。采用表面活性剂辅助球磨法制备SmCo₅微纳米片,采用行星式球磨机,系统研究了球磨时间、球料比和表面活性剂含量对SmCo₅粉体的形貌和磁性能的影响。结果表明随着球磨时间和球料比的增加,SmCo₅粉末的粒径和厚度减小并转化为微、纳米片,当球磨时间和球料比大于4 h和12∶1后,SmCo₅粉末的粒径和厚度变化不明显。选用球料比16∶1、球磨时间2 h、表面活性剂含量30%参数,SmCo₅粉体具有最优的磁性能,剩磁(Mr)为45.9 Am²/kg,矫顽力(Hc)为1.13×10⁶ A/m。     

Cu-Cr机械合金化工艺研究进展

综述了机械合金化工艺制备Cu-Cr合金的研究进展。主要包括Cu-Cr机械合金化的基本原理;Cu-Cr粉末机械合金化过程的影响因素,包括球磨时间、球料比,填充率、球磨机转速、过程控制剂、球磨温度等;Cu-Cr合金机械合金化过程的缺陷。简要讨论了机械合金化方法生产Cu-Cr合金粉末的发展前景。     

球磨法制备超细碳化硅粉体

以低品位碳化硅粗粉为原料,通过球磨工艺制备高性能超细碳化硅粉体,研究球磨时间、球料质量比、转速等球磨参数对碳化硅粉体微观结构及性能的影响。结果表明:随着球磨时间、球料质量比、转速的增加,碳化硅粉体的粒度逐渐减小,粉体振实密度不断减小,但是碳化硅粉体形成的圆锥高度逐渐增大,即碳化硅粉体的流动性逐渐变差;随着球磨时间的延长,X射线衍射强度减小,衍射峰宽化显著增加,说明通过球磨细化了碳化硅的晶粒度;最佳球磨参数是转速为200 r/min,球料质量比为10,球磨时间为40 h。     

燃烧合成Si_3N_4粉体的分散工艺

以聚丙烯酸铵作为分散剂,选用行星式球磨为分散手段,通过优化分散工艺参数,得到针对燃烧合成Si3N4粉体的最佳分散工艺流程。通过对Si3N4粉体分散前后粒径分布和颗粒形貌变化的表征,研究聚丙烯酸铵的用量和球磨时间对Si3N4颗粒分散效果的影响。结果表明:当Si3N4浆料中固相物质的质量分数为40%时,加入质量分数为0.3%的聚丙烯酸铵,球磨60 min,并通过优化pH值和超声分散时间,可以有效地粉碎硬团聚颗粒,得到悬浮性良好的Si3N4浆料。     

球磨法制备锂离子液流电池石墨负极浆料的性能研究

采用球磨法制备锂离子液流电池所用的石墨负极浆料,并对石墨负极浆料的颗粒形貌、电导率、比容量性能及循环性能进行研究。结果表明:导电添加剂的加入有助于提高电极浆料的悬浮稳定性;球磨过程可以降低石墨和导电添加剂混合粉体的电阻率,球料比达到5∶1时即可实现较好的球磨效果,但球料比不宜过高,否则会造成石墨材料层状结构的破坏,影响电极浆料性能的稳定性。提高石墨和导电添加剂的含量可以在电极浆料中形成稳定的导电网络结构,使可逆比容量提高;在保证电极浆料可流动的情况下,可逆比容量可大于40mAh/g。石墨负极浆料的容量损失主要发生在首次充放电过程中,随着循环次数的增加,容量损耗的速率降低,第5次循环以后容量趋于稳定。     

碳纳米管在铅锡镀液中的分散性研究

对碳纳米管进行不同时间的球磨,以聚丙烯酸为分散剂、铅锡镀液为分散介质,制备了用于复合镀的碳纳米管铅锡悬浮液.采用分光光度法测定了悬浮液的沉降比,采用摩擦试验法测定了镀层的摩擦因数.研究了分散剂含量、球磨时间对碳纳米管铅锡悬浮液稳定性的影响,并对其分散机理进行了初步探讨.结果表明,聚丙烯酸在铅锡镀液中能有效地分散碳纳米管.当聚丙烯酸的体积分数为0.3%、球磨机转速为300r/min、球磨时间为6h时,悬浮液的沉降比最小,复合镀层的摩擦因数也最小.聚丙烯酸对碳纳米管的稳定分散作用主要是通过电空间稳定机制来实现的.     

Production of Nano Talc Material and Its Applicability as Filler in Polymeric Nanocomposites

In the present work, focus is on the production of nano-sized talc particles in a stirred ball mill and their nano talc particles incorporated in the polyamide-6 polymer matrix to form polyamide/talc nanocomposite. The results show that enhancement in the polyamide/talc nanocomposite strength properties such as flexural and tensile strength. The production of nano talc particles is difficult process in wet grinding system; however, the minimum achievable particle size is strongly influenced by the suspension stability. Hence, prior to the wet milling, it is imperative to conduct the ζ potential measurements on the talc sample in order to find out at which pH range a strong repulsive force between the given talc sample particles exists. The desired electrostatic repulsion force is maintained by the adjustment of pH 11 in wet milling. The experiments are conducted at pH 11 conditions which were maintained constant throughout the experiments and nanosized talc particles are obtained consequently.     

Solid-state transformation in nanocrystalline Ti induced by ball milling

In the current study, we report for the first time a new Ti rhombohedral (trigonal) structure induced by HEBM and subsequent sintering. During ball milling of Ti powder, solid-state transformation does not only depend on the grain refinement but also on the successful deformation of the nano-sized crystallites due to high energy ball impacts. Thermal stability of Ti-nanocrystalline in FCC allotrope was investigated. Upon sintering, the unstable FCC restored back to the rhombohedral phase rather than to HCP. The appearance of HCP Ti after sintering could suggest that prolonged milling leads to dispersion of hard particles (HCP) into more ductile particles belonging to allotropic phases, and hence possibility of resurfacing on sintering.     

球磨参数对MgNi非晶热稳定性能的影响

采用带高温附件的X射线衍射仪(XRD)、差热分析仪(DTA)等研究了磨球配比、球料比、球磨速度、球磨时间等参数对MgNi样品的结构、热稳定性能的影响及其在加热过程中的相变规律。结果表明MgNi非晶的热稳定性能随着样品中球磨能量的增加而降低。当样品的球磨能量较低时(球磨时间短、球磨速度低、球料比小、磨球配比中大球质量大而小球数量少),非晶样品只有一个放热峰,对应着Mg2Ni和Mg Ni2晶体相的生成;当样品的球磨能量较高时则出现二个放热峰,分别对应着Mg2Ni、MgNi2晶体相的生成。     

PANI/CeO_2纳米复合纤维材料的合成和表征

用水热法制备了纳米CeO2,并利用其氧化性通过原位聚合法制备出PANI/CeO2复合纳米纤维。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)等检测技术对复合材料的结构进行了表征。结果表明:复合材料两相间存在化学键合作用;酸浓度和无机纳米相影响了聚苯胺纤维结晶。当CPANI0.1mol/L,随着酸浓度的升高,PANI/CeO2的结构形态从球状逐渐发展成纤维状,CeO2粒子的粒径会影响聚苯胺结晶状态,粒径越小,越易形成结晶规整的纤维结构。     

不同中和度聚苯乙烯-丙烯酸粒子的聚乙二醇悬液剪切增稠特性研究

实验采用无皂乳液聚合法,以NaHCO_3为中和剂,合成了一系列不同中和度的聚苯乙烯-丙烯酸(PS-AA)粒子。分别通过一步法、两步法合成了两种PS-AA粒子,并通过扫描电镜(SEM)观察了两种粒子的微观形貌。采用高能球磨法将粒子分散到聚乙二醇中,制备得到PS-AA/PEG剪切增稠液(STF),并通过动态流变仪稳态扫描测试了其聚乙二醇悬液的剪切增稠特性,结果表明用两步法合成的粒子作分散相可制备出优良的剪切增稠液。通过红外光谱、热重-DSC、扫描电镜、激光粒度分布仪对不同中和度的粒子进行了表征,并通过动态流变仪对其聚乙二醇悬液流变性能进行表征。结果表明,实验成功合成了不同中和度且表面光滑、粒径均一的核壳状的PS-AA粒子,并以此制备出性能优异的剪切增稠液,得出最优中和度为45%和50%。其中50%中和度PS-AA粒子,其质量浓度为64%的聚乙二醇悬液最大粘度高达2 200Pa·s,该性能在抗外力防护领域研究成果内出类拔萃。     

Synthesis of Ba-doped CeO(2) nanowires and their application as humidity sensors

Ba-doped CeO(2) nanowires were obtained from CeO(2) particles through a facile composite-hydroxide-mediated (CHM) route. The products were characterized by x-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), transmission electron microscopy (TEM) and high-resolution transmission electron microscope (HRTEM). The formation process of the product was discussed. Humidity sensors based on the source material CeO(2) particles, Ba-doped CeO(2) nanowires grown for 12 and 72?h, were fabricated. The responses to humidity for static and dynamic testing proved that both doping Ba into CeO(2) and converting morphology into a nanowire can improve the humidity sensitivity. The resistance changes from 465 to 3.9?MΩ as the relative humidity (RH) increases from 25% to 88%, indicating promising applications of Ba-doped CeO(2) nanowires in environmental monitoring.     

钡铁氧体磁粉在液相中的分散性能

为了提高分散作用效果,选用聚乙二醇-20000(PEG-20000)、十二烷基硫酸钠(SDS)及二者组成的复配分散剂,利用机械球磨与添加分散剂相结合的分散方法制备了钡铁氧体浆料,通过考察分散剂的用量、浆料的pH值、zeta电位对分散性的影响,根据红外光谱分析,研究了分散剂的分散效果及作用机理,并测定了分散前后磁场成型各向异性钡铁氧体材料的磁性能。结果表明:加入分散剂可以改善钡铁氧体的分散效果,且SDS和PEG-20000的用量为钡铁氧体质量的1%和2%时,分散效果最好。SDS和PEG-20000均为静电和空间位阻稳定作用。分散后磁场成型各向异性钡铁氧体材料的磁性能得到提高。