Принципът на работа на конвенционалната топкова мелница: Въртящият се барабан позволява на смилащите топки да падат свободно под действието на гравитацията и да удрят пробата, като постигат раздробяване и смесване. Той обаче има ниска енергийна ефективност, дълго време за смилане и трудности при обработката на ултрафини частици.
Принципът на работа на планетарна топкова мелница: Чрез планетарно движение (барабанът се върти около главния вал, докато се върти около собствената си ос), се генерират сблъсъци с висок-интензитет и сили на срязване между топките за смилане и пробата под действие на центробежна сила. Това концентрира и освобождава енергия, което води до експоненциално увеличение на ефективността на смилане.
Освен това планетарните топкови мелници са основно оборудване за подобряване на производителността на всички-твърдо-литиеви батерии: Всички-твърдо-батерии използват твърдо-електроди и твърдо-електролити. Материалът на положителния електрод на твърдо-батериите не се различава значително от този на батериите с течен електролит, докато материалът на отрицателния електрод използва главно метален литий, литиеви сплави или отрицателни електроди на основата на-силиций. За разлика от течните литиево-йонни батерии, твърдо{11}}батериите използват твърди електролити вместо течен електролит и сепаратор. Ядрото на твърдо{13}}батериите се крие в разработването на твърди електролити с високи механични свойства, висока йонна проводимост, отлична електрохимична и термична стабилност и съвместимост с електродни материали. Технологията за смилане на топка обикновено се използва при разработването на твърди електролити за обработка на твърди електролитни материали и подобряване на работата на всички-твърдо-батерии.
Задача, която на конвенционална топкова мелница може да отнеме 10 часа, може да бъде изпълнена за 4-5 часа или дори по-малко от планетарна топкова мелница!
Принципът на смилане на планетарна топкова мелница
По време на процеса на смилане в планетарна топкова мелница, материалът се пулверизира от удара, компресията и триенето на топките за смилане. Всъщност процесът на пулверизиране е изключително сложен. Изучавайки отделна частица, тя многократно се подлага на гореспоменатите напрежения по време на топково смилане, причинявайки съществуващи или новообразувани пукнатини в частицата непрекъснато да се разширяват, което води до счупване или пластична деформация.
Тъй като частиците стават по-малки, пукнатините върху тях стават по-фини, намалявайки вероятността от пукнатини при минимално напрежение на счупване. Силата на смилане се увеличава до точка, в която частиците претърпяват пластична деформация, което затруднява по-нататъшното смилане след достигане на определен размер на частиците. Следователно продължителното топково смилане е безсмислено и само увеличава консумацията на енергия, тъй като ултрафините частици не могат да акумулират еластичната енергия, необходима за разпространението на пукнатини.
Всъщност същността на принципа на смилане на планетарните топкови мелници понастоящем се разбира само чрез експериментални разсъждения или интуиция. Действителният процес на топкова мелница е много по-сложен от описания по-горе. Раздробяването на материалните частици варира поради взаимодействията между частиците, между частиците и буркана за смилане, между частиците и топките за смилане и химическите взаимодействия между частиците.
Трите основни предимства на планетарните топкови мелници:
Двойна енергийна плътност: Центробежното ускорение на планетарното движение може да достигне 20-40g (в сравнение само с 1g в обикновените топкови мелници), което води до скок в кинетичната енергия на смилащата топка, лесно раздробяване на наноразмерни твърди материали (като силициев карбид и керамика).
Много{0}}измерен път на смилане: За разлика от конвенционалните топкови мелници, където мелещите топки следват една траектория, планетарните топкови мелници използват центробежна сила и сила на ротационна реакция, за да създадат сложно три{1}}измерно движение, постигайки равномерно смилане без мъртви ъгли.
Интелигентен контрол на температурата: Някои-планетни топкови мелници от висок клас са оборудвани с циркулираща охладителна система, за да се предотврати термичното разлагане на пробите по време на продължителна работа (конвенционалните топкови мелници често са принудени да се изключват поради прегряване).
ACEY-VHBM-2Lпланетарна топкова мелницае проектиран за многостранна обработка на проби, като поддържа сухо смилане, мокро смилане в суспензия и работа при условия на инертен газ. В допълнение към ефективното намаляване на размера на частиците, той позволява цялостно смесване и хомогенизиране на емулсии и пасти, както и механично легиране и активиране за напреднали изследвания на материали. Проектирана да бъде компактна, но напълно функционална, системата осигурява високоефективна и тиха работа. Той служи като идеален инструмент за подготовка на проби за изследвания в академични, институционални и индустриални лаборатории, с възможност за обработка на четири различни проби в една партида.
