在實(shí)驗(yàn)室中，粉碎研磨是樣品前處理的重要操作，可以加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確率，而球磨工藝就是其中一種重要的研磨方式，有著諸多優(yōu)勢(shì)，當(dāng)然也有其不足，下面東方天凈就來(lái)詳細(xì)為大家介紹下實(shí)驗(yàn)室球磨工藝。

什么是球磨

球磨，英文ball-milling，是一種主要以球?yàn)榻橘|(zhì)，利用撞擊、擠壓、摩擦方式來(lái)實(shí)現(xiàn)物料粉碎的一種研磨方式。在球磨的過(guò)程中，被賦予動(dòng)能的研磨球會(huì)在密封的容器內(nèi)進(jìn)行高速運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而對(duì)物料進(jìn)行碰撞，物料在受到撞擊后，會(huì)破碎分裂為更小的物料，從而實(shí)現(xiàn)樣品的精細(xì)研磨。

實(shí)驗(yàn)室球磨工藝

球磨工藝主要靠球磨機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，球磨機(jī)根據(jù)研磨球的運(yùn)動(dòng)原理又分為多個(gè)類型，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)室球磨機(jī)有滾筒式球磨機(jī)、行星式球磨機(jī)、振動(dòng)式球磨機(jī)等。

滾筒式球磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)部位是一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形滾筒。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滾筒會(huì)將內(nèi)部的研磨球帶至滾筒頂端，然后研磨球因?yàn)樽陨碇亓Χ杂上侣?，將物料砸碎?/p>

行星式球磨機(jī)有一個(gè)可高速旋轉(zhuǎn)的圓形輪盤(pán)，輪盤(pán)上有四個(gè)安裝均勻的罐座，罐座內(nèi)可放置密封的球磨罐，球磨罐內(nèi)放入研磨球和樣品物料。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主輪盤(pán)作高速旋轉(zhuǎn)，而罐座帶動(dòng)球磨罐作反方向的自轉(zhuǎn)，罐內(nèi)的研磨球在兩個(gè)相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的疊加下，被賦予巨大的研磨能量，對(duì)樣品進(jìn)行撞擊、擠壓和摩擦。

振動(dòng)式球磨機(jī)是由可振動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)帶動(dòng)球磨罐進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，分為二維振動(dòng)和三維振動(dòng)。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，固定在機(jī)械結(jié)構(gòu)上面的球磨罐被帶動(dòng)作高頻次的振動(dòng)，罐內(nèi)的研磨球?qū)悠愤M(jìn)行撞擊、擠壓和摩擦，其產(chǎn)生的研磨能量相比行星式球磨機(jī)要更大。

除了不同的運(yùn)動(dòng)方式，球磨根據(jù)工作環(huán)境還可分為干法球磨和濕法球磨兩種方式。干法球磨是只有樣品和研磨球混合在一起研磨，而濕法球磨除了物料和球，還會(huì)加入一定量的助磨溶劑，比如超純水、無(wú)水乙醇等等，但要注意助磨溶劑不能對(duì)樣品和研磨球造成影響。

濕法球磨的實(shí)驗(yàn)步驟相比干法球磨要稍微復(fù)雜一些，研磨完成后還可能需要烘干等操作，但濕法球磨工藝的出料粒度往往要更細(xì)，這是因?yàn)闃悠繁谎心ブ良?xì)小的狀態(tài)時(shí)，會(huì)受到分子間作用力的影響，團(tuán)聚在一起，而助磨劑則會(huì)打破這一作用力，使樣品被研磨至更細(xì)的狀態(tài)。一般而言，樣品被研磨至單微米級(jí)或納米級(jí)時(shí)，往往需要使用濕法球磨的工藝。

影響球磨效果的因素有很多，除了上文提到的運(yùn)動(dòng)方式和研磨方式外，還有球料比、研磨球大小配置比例、研磨溫度等等。