Yeni malzemeler için bilyalı değirmenler: lityum piller, nadir toprak elementleri, kataliz, fotovoltaikler ve çevre koruma

Bir asırdan fazla bir süre önce icat edildiğinden beri, bilyalı değirmen çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmıştır. Bunlara kimya, madencilik, yapı malzemeleri, güç, ilaç ve savunma dahildir. Bilyalı öğütme, özellikle karmaşık mineralleri işlemede değerlidir. Araştırmacılar bunu toz yüzey modifikasyonu ve aktivasyonu için de kullanırlar. Yöntem, işlevsel toz sentezini ve mekanik alaşımlamayı destekler. Ultra ince tozların hazırlanmasında önemli bir rol oynar. Mekanik bilyalı öğütme, bu alanlarda geniş araştırma ve uygulama potansiyeline sahiptir. Şimdi bilyalı değirmenler Basit yapısı, sürekli çalışması ve güçlü adaptasyon kabiliyeti ile lityum pil, nadir toprak, kataliz, fotovoltaik ve çevre koruma alanlarında yeni malzemelere girmiştir.

Bilyalı değirmenin avantajları ve dezavantajları

Bilyalı değirmen basit bir yapıya sahiptir ve sürekli çalışır. Oldukça uyarlanabilirdir ve büyük ölçekli kullanım için uygun ve otomasyonu kolay olan istikrarlı bir performans gösterir. Kırma oranı aralığı 3 ila 100 µm arasındadır. Çeşitli mineral hammaddeleri işleyebilir. Kullanıcılar hem ıslak hem de kuru öğütme yöntemlerini uygulayabilir.

Bilyalı değirmenlerin yüksek enerji tüketimine sahip olduğu bilinmektedir. Enerjiyi toz yüzey alanına dönüştürme verimliliği düşüktür. Sistem, parçacık boyutunu azaltmak için kullanmak yerine enerjinin çoğunu boşa harcar. Dahası, bilyalı değirmenlerin üretim kapasitesi genel işlem verimliliğini etkiler. Bu nedenle, öğütme işlemini optimize etmek esastır. Enerji tüketimini azaltmak ve verimliliği artırmak gereklidir. Bu, ham madde öğütmeyi iyileştirecek ve nihai ürün verimini artıracaktır.

Yeni malzemeler alanında mekanik bilyalı öğütmenin araştırma ilerlemesi

Lityum pil malzemeleri

Kullanarak bilyalı değirmenler Yeni malzemeler için - lityum piller, öncü nikel-kobalt-manganez kompozit hidroksit Ni0.5Co0.2Mn0.39(OH)2 lityum karbonatla eşit şekilde karıştırıldı. Karışım daha sonra düzensiz şekilli LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 sentezlemek için yüksek sıcaklıkta kalsine edildi. Karakterizasyon, malzemenin bir NaFeO2 yapısına ve 11.18 pH değerine sahip olduğunu gösterdi. İlk çevrim deşarj kapasitesi 167.5 mAh/g idi (30 mA/g akım yoğunluğunda, 2.5-4.3V). Coulombic verimliliği 88.9% idi. Bu sonuçlar, bilyalı öğütme ile sentezlenen LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2'nin düşük bir pH'a ve yüksek deşarj kapasitesine sahip olduğunu göstermektedir.

SiOx malzemesi hava atmosferinde mekanik bilyalı öğütme ile sentezlendi. Araştırmacılar bunu lityum iyon piller için anot malzemesi olarak kullandılar. SiOx'un hacimsel kapasitesi 1487 mAh/cc'ye ulaşır, bu grafitin iki katından fazladır. İlk Coulombic verimliliği, işlenmemiş SiO'dan daha yüksektir ve 66.8%'ye kadar ulaşır. Dahası, SiOx mükemmel döngü kararlılığı gösterir. 200 mA/g akım yoğunluğunda, kapasite 50 döngüden sonra yaklaşık 1300 mAh/g'de sabit kalır. Bu nedenle bu sonuçlar, bu yöntemle hazırlanan SiOx'un pratik potansiyelini göstermektedir.

Biyokütle yapay grafit ve silikondan oluşan yüksek enerjili mekanik bilyalı öğütme kompoziti, silikon anot malzemelerinin mikro yapısını ve elektrokimyasal performansını etkili bir şekilde iyileştirebilir. Kompozit elektrot, 1 A/g deşarj akımında 100 döngüden sonra 995 mAh/g deşarj kapasitesini koruyarak iyi hız performansı gösterir.

Nadir toprak malzemeleri

Nadir toprak parlatma tozunda, mekanik bilyalı öğütme kimyasal reaksiyonlar sırasında kesme kuvvetini artırır. Bu, parçacık difüzyonunu hızlandırır, reaktanları ve ürünleri rafine eder. Çözücü girişini önleyerek çökelme sürecini azaltır. Bu, hazırlama koşullarının etkisini azaltır ve parlatma malzemelerinin araştırma kapsamını büyük ölçüde genişletir. Nadir toprak katalitik malzemeleri için, mekanik bilyalı öğütücüler basit bir işleme ve yumuşak koşullara sahiptir.
Büyük ölçekli malzeme işlemeye izin verir ve aynı zamanda büyük çözücü kullanımından kaçınır, böylece toksik kirleticileri önler. Ayrıca, yüksek performanslı nadir toprak kalıcı mıknatıslarında, mekanik bilyalı öğütme sentez sıcaklığını düşürür ve teorik yoğunluğu iyileştirir. Sonuç olarak, bu, yüksek teknoloji alanlarında uygulama ve atılımlar için büyük bir potansiyel gösterir.

Ek olarak, bilyalı değirmenler Nadir toprak hidrojen depolama malzemeleri ve nadir toprak lüminesans malzemelerinin hazırlanmasında uygulanır.
Sonuç olarak, mekanik bilyalı öğütme nadir toprak malzemelerinin hazırlanmasında yaygın olarak tercih edilmektedir. Yüksek verimlilik, basit süreçler, kısa üretim döngüleri ve kolay endüstriyelleştirme sunmaktadır.

Katalitik malzemeler

TiO2'nin parçacık boyutunu değiştirmek ve fotokatalitik performansını iyileştirmek için araştırmacılar, TiO2 tozu üzerinde yüksek enerjili bilyalı değirmenler kullandılar.
Öğütme süresinin numunelerin morfolojisi, kristal yapısı, Raman spektrumları, floresan spektrumları ve fotokatalitik performansı üzerindeki etkisini incelediler. Sonuç olarak bilyalı öğütülmüş TiO2 numunelerinin bozunma oranı öğütülmemiş numunelerden daha yüksekti. Özellikle 4 saat öğütülen numune en yüksek bozunma oranını gösterdi ve bu da en iyi fotokatalitik performansı gösterdi.

Fotovoltaik malzemeler

Parlak pullu gümüş tozu hazırlamak için kimyasal indirgeme-mekanik bilyalı öğütme yöntemi kullanıldı. Çalışmada öğütme yönteminin, öğütme süresinin ve öğütme hızının tozun özellikleri üzerindeki etkileri incelendi. Sonuçlar ıslak bilyalı öğütmenin daha yüksek pul oluşumu verimliliğine sahip olduğunu gösterdi.
Ancak kuru bilyalı değirmende hazırlanan pul gümüş tozunun pul boyutu daha büyüktür ve gümüş görünümü daha parlaktır.

Perovskit malzemeler

Kurşunsuz çift perovskit Cs2AgBiBr6 nanotozları mekanik bilyalı öğütme ile hazırlandı. Bilyalı öğütme süresi arttıkça, Cs2AgBiBr6 nanotozları sonunda saf bir faza ulaştı, parçacık boyutu kademeli olarak yaklaşık 100 nm'ye düştü ve parçacık şekli çubuk benzeri parçacıklardan yuvarlak parçacıklara dönüştü.

Adsorpsiyon malzemesi

Bilyalı değirmenler, kireç taşı, kaolin ve serpantin gibi metalik olmayan mineralleri aktive ederek, sudaki bakır, kurşun ve arsenik gibi zararlı bileşenlerle reaksiyona girme yeteneklerini arttırdı. Bu, hedef metal bileşenlerinin seçici çökelmesini ve geri kazanılmasını sağlayan yeni, etkili, basit ve düşük maliyetli bir su arıtma işlemi elde etti. Kuru bilyalı öğütme ile mükemmel gözenek yapısı ve zengin fonksiyonel gruplara sahip montmorillonit modifiye malzeme (BHTMt) hazırladık ve böylece gaz adsorpsiyonunda uygulama sınırlamalarını iyileştirdik. Bilyalı öğütmeden sonra, BTMt'nin özgül yüzey alanı 20,6 m2/g'dan 186,4 m2/g'a çıktı ve mikro gözeneklilik 47% kadar yüksekti. BTMt, orijinal Mt'den 6 kat daha yüksek olan toluen (55,9 mg/g) için en iyi adsorpsiyon performansına sahiptir.

Çözüm

Diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında, bilyalı öğütme kimyasal reaksiyonlar sırasında aktivasyon enerjisini önemli ölçüde düşürür. Toz parçacık boyutunu küçültür ve toz aktivitesini artırır. Dahası, parçacık boyutu dağılımını iyileştirir ve arayüz bağını güçlendirir. Ayrıca katı hal iyon difüzyonunu destekler ve düşük sıcaklıkta kimyasal reaksiyonları başlatır.
Malzeme yoğunluğunu ve optik, elektriksel ve termal özellikleri de iyileştirir. Ek olarak, bilyalı öğütme basit ekipman kullanır ve kolay işlem kontrolü sunar. Düşük maliyet, minimum kirlilik ve yüksek enerji verimliliği sunar. Bu nedenle, ölçeklenebilir malzeme üretimi için umut vadeden bir tekniktir.

Epik toz

Epik Toz, Ultra ince toz endüstrisinde 20+ yıllık iş deneyimi. Ultra ince tozun gelecekteki gelişimini aktif olarak teşvik edin, ultra ince tozun ezilmesi, öğütülmesi, sınıflandırılması ve modifikasyon sürecine odaklanın. Ücretsiz danışmanlık ve özelleştirilmiş çözümler için bizimle iletişime geçin! Uzman ekibimiz, toz işleme değerinizin en üst düzeye çıkarılması için yüksek kaliteli ürünler ve hizmetler sunmaya kendini adamıştır. Epic Powder—Güvenilir Toz İşleme Uzmanınız!