ساخت دستگاهی برای تبدیل آلیاژ مکانیکی در ابعاد نانو

به گزارش مهر، یکی از مهمترین روش‌های فرآوری مواد پودری روش آسیاب‌کاری است که کاربردهای فراوانی نیز در صنایع مختلف پیدا کرده است. در همین راستا محققان موفق شدند دستگاهی با عنوان آسیاب گلوله ای سیاره طراحی کنند که در صنایع مورد استفاده قرار می گیرد.

 با استفاده از این دستگاه‌ها می‌توان علاوه بر آسیاب‌کاری، فرآیندهای دیگر نظیر آلیاژسازی مکانیکی را نیز انجام داد. همچنین می‌توان ابعاد ذرات را تغییر داد. تاکنون آسیب‌های مختلفی با مکانیزم‌های متفاوت ساخته شده‌اند.

آسیاب گلوله‌ای سیاره‌ای توان بالایی در جهت کاهش ابعاد ذرات و نیز آلیاژسازی مکانیکی دارد. در این آسیاب صفحه دوار در یک جهت ‌چرخیده و محفظه بر اساس مکانیزمی، در جهت خلاف حرکت صفحه دوار، حرکت دورانی انجام می‌دهد.

در دستگاه آسیاب گلوله‌ای سیاره‌ای محفظه‌های آسیاب مانند سیاره‌های منظومه شمسی دارای ۲ حرکت وضعی (به دور خود) و حرکت انتقالی (به دور مرکز) است. این نوع حرکت باعث می‌شود که گلوله‌های آسیاب کننده به دیواره‌ها نچسبیده و به طور مداوم در جهت قطر دایره محفظه پرتاب شوند.

چرخش محفظه و صفحه دوار به دور یک محور، باعث ایجاد نیروی گریز از مرکز می‌شود که بزرگی این نیرو می‌تواند تا ۲۰ برابر شتاب جاذبه زمین برسد. بر اساس نوع حرکت محفظه، گلوله و پودر به صورت متناوب روی دیواره داخلی غلتیده و ساییده می‌شوند؛ به طوری که با سرعت بسیار بالا از جداره محفظه جدا و به جداره روبه‌رویی برخورد می‌کنند.

در این حالت ذرات پودر تحت انرژی ضربه بالا به صورت مداوم جوش ‌خورده و می‌شکنند. در این نوع آسیاب زمان آلیاژسازی مکانیک با توجه به فرکانس بالای ضربه گلوله‌ها کاهش می‌یابد. در این نوع آسیاب انرژی ضربه گلوله‌ها با تغییر سرعت گردش صفحه دوار، تغییر می‌کند.

برای افزایش انرژی ضربه بدون افزایش سرعت چرخش و کاهش مدت زمان آسیاکاری، استفاده از گلوله‌های بزرگ‌تر و یا با چگالی بالاتر مناسب است. محفظه آسیاب متناسب با جنس پودر از مواد مختلف مانند فولاد زنگ نزن، فولاد سخت کاری شده، عقیق، تنگستن کاربید، زیرکونیا، آلومینا و تفلون ساخته می‌شود. در آلیاژسازی مکانیکی محفظه و گلوله‌ها از یک جنس انتخاب می‌شوند.

این دستگاه با تاییدیه ستاد توسعه فناوری نانو به تولید رسیده و اکنون در صنعت  مورد استفاده قرار می گیرد.