Механические методы.
Способы измельчения материалов механическим путем в мельницах
различного типа — шаровых, планетарных, центробежных, вибрационных,
гироскопических устройствах, аттриторах и симолойерах. Аттриторы и
симолойеры — это высокоэнергетические из-мельчительные аппараты с
неподвижным корпусом—барабаном с мешалками, передающими движение
шарам в барабане. Аттриторы имеют вертикальное расположение барабана,
симолойеры — горизонтальное. Измельчение размалываемого материала
размалывающими шарами в отличие от других типов измельчающих устройств
происходит главным образом не за счет удара, а по механизму истирания.
Емкость барабанов в установках этих двух типов достигает 400...600
л.
Механическим путем измельчают
металлы, керамику, полимеры, оксиды, хрупкие материалы. Степень
измельчения зависит от вида материала. Так, для оксидов вольфрама и
молибдена получают крупность частиц порядка 5 нм, для железа - порядка
Ю...20нм.
Разновидностью механического
измельчения является механосинтез, или механическое легирование, когда в
процессе измельчения происходит взаимодействие измельчаемых
материалов с получением измельченного материала нового состава. Так
получают нанопорошки легированных сплавов, интерметаллидов, силицидов
и дисперсноупрочненных композитов с размером частиц 5...15нм.
Уникальным достоинством способа
является то, что за счет взаимодиффузии в твердом состоянии здесь
возможно получение «сплавов» таких элементов, взаимная растворимость
которых при использовании жидкофазных методов пренебрежимо
мала.
Положительной стороной
механических способов измельчения является сравнительная простота
установок и технологии, возможность измельчать различные материалы и
получать порошки сплавов, а также возможность получать материал в большом
количестве.
К недостаткам метода относятся
возможность загрязнения измельчаемого порошка истирающими
материалами, а также трудности получения порошков с узким
распределением частиц по размерам, сложности регулирования состава
продукта в процессе измельчения.
При получении наночастиц любым
методом проявляется еще одна их особенность — склонность к образованию
объединений частиц. Такие объединения называют агрегатами и агломератами.
В результате, при определении размеров наночастиц, необходимо различать
размеры отдельных частиц (кристаллитов) и размеры объединений частиц.
Различие между агрегатами и агломератами не является четко
определенным.
