кр 2 (мельницы)

Вариант 6

1) Струйные мельницы, конструкция, принцип работы. Достоинства, недостатки

Принцип работы

Газ подаётся через форсунки, он сжат до нескольких 10-ов атмосфер и, при подачи в помольную камеру, газ расширяется и достигает звуковой и сверхзвуковой скорости. Измельчённый материал подаётся через штуцеры потокам газа и образует псевдоожиженный слой, далее он разгоняется и, либо бьёт в мишень, либо бьётся друг об друга, так как образуются встречные потоки. При столкновении, частицы истираются и самоизмельчаются. В зависимости от скорости газов частицы будут улетать (мелкие), а большие остаются на разделение по разным фракциям.

Конструкция

Струйная мельница: 1 – впускной вентиль; 2 – бункер; 3 – дозатор; 4 – псевдосжиженный слой материала; 5 – форсунки; 6 – ввод газа; 7 – камера измельчения; 8 – сепаратор; 9 – патрубок для вывода измельченного материала и газа

Достоинства и недостатки

Достоинства

• В таких мельницах получаются порошки, не загрязнённые материалами стенок камеры

Недостатки

• Удельный расход энергии, большая часть энергии идет на компрессор.

Доп. инфа

Частицы получаются осколочной или тарелчатой формы.

Мельницы подразделяются на совмещённое и последовательное измельчение и разделение.

Существуют мельницы для тонкого и сверхтонкого помола. Есть мельницы для нано порошков.

С помощью струйных мельниц осуществляется переработка сплавов методом cooldstream. Этот способ применим для спечных тв. сплавов на основе W.

2) Механоактивация. Опишите данное явление

Рассмотрим явление механоактивации (оно неразрывно связано с процессом измельчения) – представляет из себя измельчение порошков или пульпы сопровождается изменением энергии кристаллической решётки, образованием дефектов, новых поверхностей, растворов внедрения. Если процесс идет в одном реакторе вместе с процессом измельчения – механохимическое воздействие. В результате активации измельчения частицы приобретают избыточную энергию Гиббса

Чтоб прошли химическая реакция и образовалось новое химическое соединение, нам необходимо преодолеть энергетический барьер. Для того, что его преодолеть обычно используют катализатор, который за счет получения промежуточных активированных комплексов и понижает энергетический барьер реакции. В случае с механоактивацией мы, не снижая барьер, повышаем энергию вещества.

Изменение энергии Гиббса между активированным состоянием и равновесным состоянием будет равно разности между ними. В выражении энергии Гиббса(разница между энтальпией реакции и произведением температуры на энтропию). Предположим, что мы работаем с веществом, которое не претерпевает фазового превращения (т.е. если было в твердой фазе,то оно в твердой фазе и есть), соответственно существенного изменения энтропии не происходит(S~const) , тогда изменение энергии Гиббса равно изменению энтальпии (рисунок). Чтоб преодолеть барьер мы повышаем энергию системы.

Ка* - константа равновесия активированного вещества Ка – константа равновесия равновесного вещества

Как с помощью механоактивации можно проводить и получать легирование сплавов. 1.На первом этапе идет измельчение (деформация) исходных частиц из 1 состояния во 2 состояние, частицы могут на короткое время слипаться и опять расслаиваться. Если в аттриторе проводим, то 1 этап занимает примерно 10 миинут. 2.На втором этапе идет активное образование склепанных частиц, они то образуются, то разрушаются (время измельчения до 30 минут), поверхность у частиц уже активирована. 3. На третьем этапе индивидуальные частицы почти исчезают, агрегаты ведут себя как целое (время до 1 часа). Расплющиваются, измельчаются агрегаты, а не отдельные частицы. 4. На четвертом этапе время измельчения до 1,5 часов, частицы начинают окатываться (более круглыми становятся, т.е. поверхностная энергия уменьшается). Внутренние части постепенно измельчаются за счет деформации. 5. На пятом этапе время измельчения более 1,5 часов, идет гомогенизация, взаимное прорастание одного материала в другой, так, чтоб отдельные части материалов оптически не определялись как отдельные. Таким способом (холодной сварки) можно получать те металлы, которые просто сплавлением получить не можем или они сами по себе плохо смачиваются.