更快、更精細(xì)、更控溫

萊馳高能球磨儀Emax是一臺全新設(shè)計(jì)的高能球磨儀，最高運(yùn)轉(zhuǎn)速度2000轉(zhuǎn)/分，是目前市面上最高轉(zhuǎn)速的球磨儀，創(chuàng)新的研磨罐造型具有更多撞擊力和摩擦力。結(jié)合偏心輪運(yùn)動(dòng)方式，和使用其他球磨儀相比，樣品的混合更均勻，研磨更精細(xì)，粒度分布更集中。Emax可以在非常短的時(shí)間內(nèi)制備出更高要求的樣品粒度。

和傳統(tǒng)的球磨儀相反， Emax工作幾個(gè)小時(shí)也常常不需要間歇來降溫。水冷設(shè)計(jì)保證了研磨過程的高效和樣品的溫度安全性?？販啬Ｊ皆试S客戶設(shè)定極限工作溫度以保證研磨過程中樣品無高溫過熱之虞。

所有這些特性都使得Emax特別適合高能物理研磨，并且僅需使用原來傳統(tǒng)球磨儀的一小部分時(shí)間即可得到基本優(yōu)于原來的結(jié)果，特別適用于機(jī)械化學(xué)，機(jī)械合金等需要高能量輸入的應(yīng)用。

PART.01工作原理

高能球磨儀Emax結(jié)合了高頻撞擊、強(qiáng)烈摩擦和可控的圓周運(yùn)動(dòng)，形成了高效的研磨機(jī)制。研磨罐呈橢圓形，分別安裝在兩個(gè)圓盤上，圓盤在不改變其方向的情況下沿圓形方向移動(dòng)研磨罐。研磨罐的幾何形狀和運(yùn)動(dòng)的相互作用，使研磨球、試樣材料和研磨罐壁之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦，并使研磨罐快速加速，使研磨罐的圓端對試樣產(chǎn)生巨大的沖擊力。這顯著地改善了顆粒的混合，導(dǎo)致在球磨儀中實(shí)現(xiàn)更小的研磨尺寸和更窄的顆粒尺寸分布。

Emax工作原理圖

研磨球運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖

PART.02出色的性能

01.不需要額外的冷卻間歇 高效冷卻系統(tǒng)

球磨儀研磨得過程中會(huì)產(chǎn)生巨大的研磨能量導(dǎo)致研磨罐內(nèi)積聚大量熱量。RETSCH通過創(chuàng)新的集成水冷系統(tǒng)解決了這個(gè)問題。在Emax內(nèi)部，冷卻系統(tǒng)通過罐支架冷卻研磨罐。這是非常有效的，因?yàn)闊崃肯啾扔趥鬟f到空氣中更容易傳遞到水中。用戶可以選擇三種冷卻方式：除內(nèi)部冷卻外，還可以將球磨儀連接到冷水機(jī)或水龍頭，以進(jìn)一步降低溫度。因此，Emax通常不需要冷卻間歇，而傳統(tǒng)球磨儀即使在低轉(zhuǎn)速長時(shí)間研磨的過程中也需要冷卻間歇。 

高能球磨儀Emax的冷卻回路（藍(lán)色部分）

高能球磨儀3種冷卻方式：①內(nèi)部冷卻，②接外部水龍頭冷卻，③接外部冷水機(jī)冷卻可選。

Emax 軟件允許用戶在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行研磨過程，即可以規(guī)定溫度。當(dāng)達(dá)到最高溫度時(shí)，磨機(jī)會(huì)自動(dòng)中斷研磨過程，并在罐子冷卻到低溫度后重新開始。

在使用傳統(tǒng)球磨機(jī)時(shí)，需要通過經(jīng)驗(yàn)試驗(yàn)來確定適當(dāng)?shù)难心ズ屠鋮s周期。這可能會(huì)導(dǎo)致樣品變質(zhì)或不必要的加工時(shí)間過長。相比之下，Emax 可以在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)研磨和冷卻的可變循環(huán)。因此，整個(gè)粒度減小過程是可重復(fù)的，并能在最短的時(shí)間內(nèi)完成。

不同冷卻方式研磨一段時(shí)間后的溫度對比

02.高能量

高能球磨儀Emax 是 RETSCH 產(chǎn)品系列中功能強(qiáng)大的一款，可實(shí)現(xiàn)最高的能量輸入，轉(zhuǎn)速可高達(dá)2000 rpm，提供76 g的加速度。結(jié)合其工作原理和研磨罐設(shè)計(jì)，可產(chǎn)生極窄的粒度分布，最大限度地減少研磨或反應(yīng)時(shí)間，并產(chǎn)生超細(xì)顆粒。此外，它的設(shè)計(jì)還能確保球在運(yùn)動(dòng)過程中同時(shí)受到?jīng)_擊和摩擦，從而增強(qiáng)混合效果。最終出料粒度可低至0.08微米。

萊馳球磨儀家族可輸出的能量對比

萊馳高能球磨儀Emax和MM 500 nano研磨20 g硅粉效果對比圖，研磨時(shí)間均為1 h。

PART.03人性化設(shè)計(jì)

研磨罐

高能球磨儀Emax有2個(gè)研磨工作位，可容納最小50毫升最大125毫升的研磨罐，研磨罐的材質(zhì)有不銹鋼、碳化鎢和氧化鋯三種可選。

研磨罐采用幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在便于拆卸與鎖緊的同時(shí)，引導(dǎo)研磨球與特定的軌跡運(yùn)動(dòng)，通過高頻沖擊、強(qiáng)烈摩擦和可控的圓周運(yùn)動(dòng)，形成了高效的研磨機(jī)制。

研磨罐的裝卸過程極其直觀簡潔，只需簡單旋蓋操作即可完成。

研磨罐裝載過程：(1)放入研磨罐；(2)旋緊研磨罐夾

此外球磨罐還提供通氣蓋，用于為研磨罐沖入特定的氣體；還提供有溫度和壓力監(jiān)控傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控研磨過程中研磨罐內(nèi)的溫度和壓力。

觸摸屏球磨儀的所有參數(shù)設(shè)置通過人性化的觸摸屏進(jìn)行操作，操作方式簡潔明了。

操作機(jī)器設(shè)計(jì)之初就將安全性與操作的便利性充分考慮到，帶有內(nèi)置安全蓋的研磨罐蓋只需簡單地?cái)Q在罐子上，就能確保濕研磨過程或罐內(nèi)壓力增加時(shí)的絕對密封性。在啟動(dòng)機(jī)器前，傳感器會(huì)監(jiān)測研磨罐的正確位置，并持續(xù)監(jiān)測可能出現(xiàn)的不平衡現(xiàn)象；如果不平衡現(xiàn)象過于嚴(yán)重，研磨機(jī)會(huì)自動(dòng)停止，并顯示剩余的研磨時(shí)間。研磨參數(shù)，如速度、時(shí)間、間隔操作或溫度控制，可通過彩色觸摸屏進(jìn)行快速方便的設(shè)置。整個(gè)研磨過程中都會(huì)顯示溫度。用戶可存儲(chǔ)多達(dá) 10 個(gè)研磨程序，用于日常操作。

PART.04應(yīng)用案例

高能球磨儀 Emax 適用于對速度、細(xì)度、純度和可重復(fù)性要求高的應(yīng)用。Emax 可以粉碎和均質(zhì)化中等硬度、硬質(zhì)、脆性和纖維狀材料（干的或濕的），并能輕松制備出納米級的粉末。Emax 的高效性和靈活性使其適用于多種材料—從用于制藥研究的成分粉碎到用于新材料開發(fā)的機(jī)械合金化。

01.更快

高能球磨儀Emax配置有最高可達(dá)2000 rpm的轉(zhuǎn)速、水冷散熱系統(tǒng)和研磨機(jī)制，使得其在大多數(shù)樣品的研磨過程中無需間歇停機(jī)。因此相比傳統(tǒng)球磨儀，Emax能節(jié)省最高90 %的時(shí)間。鈦酸鋇是一種鐵電材料，屬于電氣陶瓷類，可用于電子和傳感器技術(shù)等領(lǐng)域。在這個(gè)應(yīng)用實(shí)例中，要求在最短時(shí)間內(nèi)將鈦酸鋇研磨到90 nm以下。最終Emax只用了 2 個(gè)小時(shí)就達(dá)到了所需的研磨尺寸，而行星式球磨機(jī)則需要 3 個(gè)小時(shí)。

Emax和傳統(tǒng)球磨儀研磨鈦酸鋇至90 nm所需時(shí)間對比

02.更精細(xì)

Emax 的高能量輸入和非常高效的粒度降低機(jī)制也使其適用于粉碎納米級的困難樣品。此外，對樣品的全混合還能使粒度分布更窄。石墨是一種潤滑劑，因此需要特別高的能量輸入才能粉碎。在Emax球磨儀中研磨1小時(shí)后，已有90 % 的樣品小于10 μm。傳統(tǒng)球磨儀的最佳結(jié)果是研磨尺寸大于20 μm。

Emax和傳統(tǒng)球磨儀研磨石墨最終出樣效果對比

03.溫控研磨

集成的水冷卻系統(tǒng)有助于大幅降低研磨罐內(nèi)的溫度和壓力，因此可以在不中斷冷卻的情況下以最高速度延長加工時(shí)間?？梢酝ㄟ^連接外部熱交換器來增強(qiáng)冷卻效果。在研磨對熱敏感的樣品時(shí)，使用溫度控制模式允許定義溫度，從而限制了研磨過程的范圍，因此用戶無需通過經(jīng)驗(yàn)試驗(yàn)來確定冷卻間歇的長度和頻率。將甲殼素樣品粉碎至200 μm的最終細(xì)度，且溫度不應(yīng)超過 60 ℃，以防止降解或變色。由于采用了溫度控制模式，Emax的溫度沒有超過60 ℃，樣品保持了原來的顏色。

Emax（左圖）和傳統(tǒng)球磨儀（右圖）研磨甲殼素效果對比，傳統(tǒng)球磨儀的制樣效果改變了樣品原來的顏色

04.機(jī)械合金

對于無法通過熔融進(jìn)行合金化的材料，可在球磨儀中進(jìn)行機(jī)械合金化，球磨儀通過沖擊和摩擦提供高能量輸入。試驗(yàn)表明，與行星式球磨儀相比，使用Emax合金化過程所需的時(shí)間要短得多，同時(shí)轉(zhuǎn)化率更高，無定形顆粒更少，結(jié)塊更少。

為了在 Emax 中生產(chǎn)硅鍺合金，首先將3.63克硅和2.36克鍺在50毫升碳化鎢研磨罐中用10個(gè)10 mm的碳化鎢研磨球進(jìn)行粉碎。硅的初始粒度在0.1至2.5 厘米之間，鍺的初始粒度約為4毫米。在1000 rmp的轉(zhuǎn)速下研磨20分鐘后，初始物質(zhì)變成了松散的粉末。開始實(shí)際合金化過程時(shí)，粉末/球的比例為1/10，轉(zhuǎn)速為 1200 轉(zhuǎn)/分。經(jīng)過5小時(shí)的機(jī)械合金化（每小時(shí)后休息1分鐘，以調(diào)轉(zhuǎn)方向避免結(jié)塊），粉末衍射圖已經(jīng)反映出鍺與硅的結(jié)合。8至9小時(shí)后，可以觀察到這種效果略有增強(qiáng)。

使用Emax合成硅鍺合金，合成前（上方）和合成后（下方）的電鏡圖和XRD測試結(jié)果對