Механическое легирование — это важная технология подготовки материалов, в которой используется высокоэнергетическое механическое воздействие для синтеза материала, структурной модификации и легирующей обработки. В отличие от традиционных-методов, таких как плавка и литье, механическое легирование обеспечивает смешивание и структурное преобразование различных металлических порошков или компонентов материала в твердом-состоянии посредством повторяющихся столкновений, пластической деформации, холодной сварки и разрушения во время шарового помола.

В области передовых исследований и разработок материалов широко используется механическое легирование:

• Металлический порошок
• Порошок сплава
• Передовые материалы
• Наноструктурированные материалы
• Композитные материалы

Для материаловедческих институтов, университетских лабораторий и корпоративных научно-исследовательских центров эксперименты по механическому легированию обычно требуют оборудования, обладающего:

• Высокая потребляемая энергия
• Стабильная работа
• Точный контроль параметров
• Повторяемые экспериментальные результаты

DECO специализируется на исследованиях и производстве лабораторных планетарных шаровых мельниц, предоставляя профессиональные шаровые мельницы для механического легирования для исследований в области материаловедения. Планетарный шлифовальный станок DECO создает сильный удар, трение и столкновение с высокой энергией за счет высокоскоростного планетарного движения, обеспечивая смешивание порошков, измельчение зерна, механическую активацию и процессы легирования в твердом состоянии.

 

 

 

-Синтез твердого материала посредством высокоэнергетического фрезерования

Технология механического легирования впервые была применена при разработке сплавов на основе металлов, а с разработкой новых материалов она расширилась и теперь включает:

• Аэрокосмические материалы
• Материалы батареи
• Магнитные материалы
• Износостойкие-сплавы
• Материалы для хранения водорода
• Металломатричные композиты

Традиционная подготовка материала обычно основывается на:

• плавление
• Кастинг
• Термическая обработка

Но существуют некоторые материальные системы:

• Высокая температура плавления
• Ограниченная растворимость
• Сложная обработка сплава
• Механическое легирование способствует взаимодействию материалов за счет ввода механической энергии при более низких или даже комнатных температурах:
• Атомная диффузия
• Фазовое преобразование
• Твердотельная-реакция

Таким образом, оборудование для шаровой мельницы для механического легирования стало важным инструментом в лабораториях передовых материалов.

 

 

 

 

Поэтому лаборатории обычно выбирают:

Планетарная шаровая мельница

 

 

Планетарная шаровая мельница имеет специальный режим движения:

Размольный бак вращается вокруг центральной оси, вращаясь с высокой скоростью.

 

 

Это двойное движение порождает:

• Центробежная сила
• сила Кориолиса
• Высокоскоростной удар

Постоянно воздействуйте мелющим шаром на материал, чтобы добиться высокоэнергетической-механической обработки.

Планетарный шлифовальный станок DECO использует принцип планетарного движения. Мелющие шары в измельчающем резервуаре создают удары и трение во время движения на высокой-скорости, что можно использовать для измельчения, смешивания, гомогенизации и исследований в области механического легирования.

 

 

 

1. Решение для обработки металлического порошка

Механическая шаровая мельница для легирования металлических порошков

Металлический порошок является наиболее распространенной системой материалов при механическом легировании.

Включая:

• Алюминиевый порошок
• Титановый порошок
• Никель порошок
• Железный порошок
• Медный порошок

В процессе механического легирования металлического порошка необходимо добиться:

Смешивание порошков

Равномерное распределение различных металлических порошков:

Например:

• Ал + Ni
• Ти + С
• Fe + Cr

При высокоэнергетическом-шаровом измельчении:

• Частицы порошка неоднократно сталкиваются
• Свежие поверхности обнажены
• Интерфейсы материалов увеличиваются

Способствовать последующим реакциям в твердом-состоянии.

 

 

Уточнение частиц

Столкновение на высокой скорости приводит к:

• Пластическая деформация
• Перелом
• Холодная сварка

Постоянное изменение морфологии порошка для:

• Уменьшение размера частиц
• Уточнение размера зерна
• Увеличение площади поверхности

 

 

Модификация структуры

Механическое легирование может изменить:

• Кристаллическая структура
• Концентрация дефектов
• Внутреннее стрессовое состояние

Используется для разработки:

• Нанокристаллические металлы
• Ультрамелкозернистые сплавы

 

 

2. Раствор для приготовления порошка сплава

Высокоэнергетическая шаровая мельница для разработки сплавов

Исследования и разработки порошков сплавов обычно включают комбинацию нескольких элементов.

Например:

• Сплавы на-основе Al
• Сплавы на основе Fe-
• Суперсплавы на основе Ni-
• Титановые сплавы

Традиционные методы могут быть затронуты:

• Разделение фаз
• Ограничение растворимости

Механическое легирование путем:

• Повторная сварка
• Разрыв
• Смешивание

Способствуйте единообразному сочетанию различных элементов.

 

 

Пример: исследование металлических сплавов

пудра:

Металл А + Металл Б

Процесс шарового фрезерования:

Шаг 1:

Первоначальное смешивание

↓

Шаг 2:

Ударная деформация

↓

Шаг 3:

Холодная сварка

↓

Шаг 4:

Разрушение и уточнение

↓

Шаг 5:

Однородный порошок сплава

Наконец получено:

• Равномерный состав
• Тонкая структура
• Улучшенные свойства материала

 

 

3. Усовершенствованное решение для подготовки материала

Планетарная шаровая мельница для современных материалов

Спрос на механическое легирование постоянно растет в связи с исследованиями и разработкой современных материалов.

Приложения включают в себя:

• Наноструктурированные материалы
• Функциональные материалы
• Композитные материалы
• Энергетические материалы

Механическое легирование может быть использовано для:

Очистка зерна

Уменьшите размер зерна и улучшите:

• Механическая прочность
• Износостойкость

 

 

Формирование композитного материала

Например:

• Металл + Керамика
• Металл + Карбон
• Металл + Графен

Реализуется посредством шаровой мельницы:

• Равномерная дисперсия
• Улучшение соединения интерфейсов

 

 

4. Подготовка наноструктурированного материала

Большое количество механической энергии, вырабатываемой во время-высокоэнергетического измельчения шаров, может способствовать:

• Уточнение частиц
• Генерация дефектов
• Формирование наноструктур

Применимо к:

• Наносплавы
• Нанокомпозиты
• Функциональные порошки

Некоторые модели планетарных шлифовальных станков DECO позволяют достигать микронного или даже субмикронного уровня обработки порошка, причем конкретный эффект зависит от свойств материала и параметров эксперимента.

 

 

 

1. Сила удара

Столкновение шариков и материалов при высоких энергиях

Удар является основным источником энергии при механическом легировании.

Когда мелющий шар движется с высокой скоростью:

Мяч

↓

Столкновение на высокой скорости

↓

Деформация материала

↓

Разрушение частиц

Создать:

• Сокрушительный эффект
• Пластическая деформация
• Активация поверхности

Для порошков твердых металлов:

Эффект удара может разрушить первоначальную структуру частиц.

 

 

2. Сила трения

Непрерывное шлифование и активация поверхности

Помимо воздействия, трение также является ключевым фактором.

Генерация между мелющим шаром и порошком:

• Трение скольжения
• Трение качения

Эффект:

• Удаление оксидных слоев
• Увеличение свежести поверхности
• Повышение эффективности смешивания

Процесс трения способствует:

• Атомная диффузия
• Твердая реакция

 

 

3. Столкновение при высоких энергиях

Создание механической энергии для синтеза материалов

Основное различие между механическим легированием и обычным смешиванием заключается в высоких энергозатратах.

Планетарная шаровая мельница проходит через:

• Высокая скорость вращения
• Планетарное движение
• Тяжелые мелющие тела

Генерировать сильные столкновения

Оборудование DECO поддерживает различные комбинации размольных стаканов и шаровых помолов, которые можно выбрать в зависимости от твердости материала и целей эксперимента:

• Нержавеющая сталь
• Цирконий
• Карбид вольфрама
• глинозем
• Агат
• И т. д.

 

 

 

 

Шаровая мельница механического легирования для исследования материалов

DECO предлагает решения для исследований и разработок в области механического легирования:

• Мини планетарная шаровая мельница
• Лабораторная планетарная шаровая мельница
• Планетарная шаровая мельница для тяжелых условий эксплуатации-
• Решение для вакуумного шлифования

 

 

1. Лабораторная планетарная шаровая мельница.

Костюм для:

• Университетские лаборатории
• Научно-исследовательские институты
• Центры разработки материалов

Приложение:

• Приготовление порошка сплава
• Смешивание металлического порошка
• Расширенный синтез материалов

Особенность:

• Компактная структура
• Регулируемая скорость
• Несколько вариантов баночек

Лабораторный планетарный шлифовальный станок серии DECO-PBM поддерживает режимы сухого шлифования, мокрого шлифования, вакуумного шлифования и высокоэнергетического-легирования.

 

 

 

Мини-механическая шаровая мельница для легирования

 

 

Решение DECO-PBM-V-0,4 л

Костюм для:

• Мелкосерийное исследование сплавов
• Новые эксперименты с материалами
• Университетские проекты

Особенность:

• Дизайн рабочего стола
• Обработка небольших образцов
• Операция с четырьмя банками

Параметр:

• Совместимый объем банки: 20–100 мл.
• Мощность: 0,25 кВт
• Режим шлифования: сухое/мокрое/высокоэнергетическое легирование/вакуумное шлифование.

 

 

3. Планетарная шаровая мельница для тяжелых условий эксплуатации.

Нацелено на:

• Порошки твердых металлов
• Системы плотных сплавов
• Высокоэнергетическое фрезерование

Конфигурация:

• Банка из карбида вольфрама
• Банка из нержавеющей стали
• Циркониевая банка

Преимущество:

• Более высокая энергия удара
• Более длительная эксплуатационная способность
• Повышенная механическая стабильность

 

 

4. Решение для вакуумного механического легирования.

 

 

 

 

 

 

 

Выбор подходящего материала для банок

В процессе механосплавления размольный стакан непосредственно влияет на:

• Передача энергии
• Уровень загрязнения
• Конечное качество порошка

 

 

Банка из карбида вольфрама

 

 

Банка из нержавеющей стали

 

 

Цирконий Банка

 

 

Керамическая банка из глинозема

 

 

 

Костюм для:

• Исследование керамических-металлокомпозитных материалов

Преимущество:

• Износостойкость
• Хорошая химическая стабильность

 

 

 

DECO специализируется на производстве планетарных шлифовальных станков для лабораторного использования, а также поставляет оборудование для обработки материалов для глобальных исследовательских институтов и корпоративных научно-исследовательских лабораторий.

Продукция DECO применяется для:

• Металлургия
• Электроника
• Химия
• Керамика
• Материалы батареи
• Передовые материалы

 

Решение DECO для механического легирования помогает клиентам выполнить:

Обработка металлического порошка

↓

Разработка порошковых сплавов

↓

Расширенный синтез материалов

↓

Оценка производительности

Основные преимущества:

• Возможность столкновения с высокой энергией
• Гибкий выбор баночек
• Стабильная повторяемость эксперимента
• Возможность небольших серийных исследований

Для группы исследований и разработок материалов механическое легирование — это не просто смешивание порошков, а достижение изменений в структуре и свойствах материала посредством точного контроля ввода механической энергии.

Механическая распределительная шаровая мельница DECO использует три механизма действия: удар, трение и столкновение при высокой энергии, чтобы обеспечить надежную экспериментальную платформу для исследований и разработок металлических порошков, порошков сплавов и современных материалов.