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球磨机工作形成超细粉体的两种途径

12/02/07  浏览:

    球磨机工作粉末形成纳米晶有两种途径:非晶材料经过高能球磨机球磨法形成纳米晶;粗晶材料经过高能球磨机球磨法形成纳米晶。
    非晶粉末在球磨机球磨过程中的晶体生长是一个形核与长大的过程。在一定条件下,晶体在非晶基体中形核。晶体的生长速率较低,且其生长受到球磨机球磨造成的严重塑性变形的限制,由于机械合金化使晶体在非晶基体中形核位置多且生长速率低,所以形成纳米晶。
    粗晶粉末经高强度节能球磨机机械球磨.产生大量塑性变形,并产生高密度位错。在初期,塑性变形后的粉末中的位错先是纷乱地纠缠在一起,形成“位错缠结”。随着球磨机球磨强度的增加,粉末变形量增大,缠结在一起的位错移动形成“位错脑”,高密度位错主要集中在胞的周围区域,形成脑壁。这时变形的粉末是由许多“位错胞”组成,胞与胞之间有微小的取相差。随着球磨机球磨强度进一步增加,粉末变形量增大,“位错胞”的数量增多,尺寸减小,跨越胞壁的平均取向差也逐渐增加c当粉末的变形量足够大时,由于构成脑壁的位错密度急剧增加而使脑与脑之间的取向差达到一定限度时,胞壁转变为晶界形成纳米晶。
    当对纯金属进行球磨机高能球磨时,球磨机球磨主要是导致其晶粒的细化,对于大多数的金届,其晶粒尺寸都可细化至纳米范围。一般认为,在高应变速率下,内位锗的密集网络组成的切变带的形成是主要的变形机制。在球磨初期,平均原子水平的应变围位错密度的增加而增加。这些强应变区域在某个位错密度下,位错将发生多边化,形成亚晶,这种亚晶粒开始时被具有小于犯。偏倾角的低角晶界分隔开来,继续球导致原于水平应变的下降和亚晶粒的形成。进一步球磨时,在材料的末应变部分的切变带中发生形变,该带中已存在的亚晶粒粒度进一步减小至最终晶粒尺寸.且亚晶粒相互间的相对取向最终变成完全无规则。由于纳米晶晶耘本身是相对无位错的,当达到完全纳米晶结构时,位错运动所需要的极高应力阻止极小微晶体的塑性变形。因此,近一步的形变和储能只能通过品界滑移来完成,这将导致亚晶粒的无规则运动。所以,球磨最终所获得的材料是内相互间无规则取向的纳米微晶粒组成。一般情况下,对于点阵结构相同的金属而言,熔点越高,节能球磨机球磨后得到的晶粒尺寸越细。这是因为晶粒细化的过程取决于位错的运动。根据位错理论,球磨能达到的最小品粒尺寸与切变模量成正比,通常熔点高的金属,原子间结合力强,切变 模量大。