3D printing of ball mill FAST Literature review/ru
В этом обзоре литературы рассматривается следующий завершенный проект: шаровая мельница с открытым исходным кодом, работающая от сети переменного тока и фотоэлектрических систем.
Анализ работы шаровой мельницы с использованием кинетических параметров удельной мощности мельницы
Гупта, В.К. и Шарма, С. (2014). Анализ работы шаровой мельницы с использованием кинетических параметров, характерных для мощности мельницы. Advanced Powder Technology , 25 (2), 625–634. https://doi.org/10.1016/j.apt.2013.10.003
В этом исследовании рассматривается влияние скорости мельницы, нагрузки на шары, нагрузки на частицы, диаметра шара и мельницы на скорость разрушения самой большой частицы (S) и скорость получения самой мелкой частицы (F). Мы хотим, чтобы эти две величины были большими, однако величина F важнее, поскольку основная цель шаровой мельницы — измельчение, и по умолчанию мы получаем S. Различные параметры по-разному влияют на эти два фактора.
- оптимальная скорость для шаровой мельницы составляет 55-70% от критической скорости
- Меньшее значение (55) для более мягких частиц и большее (70) для более твердых частиц.
- Низкая загрузка частиц при низкой скорости желательна, если не принимать во внимание объем выпускаемой продукции (производительность).
- увеличение диаметра шарика уменьшает оба фактора, но меньше влияет на F, чем на более мягкие материалы, чем на более твердые.
Прогнозирование распределения размеров продукта для шаровой мельницы с перемешиванием
Гао, М. и Форсберг, Э. (1995). Прогнозирование распределения размеров продукта для шаровой мельницы с перемешиванием. Powder Technology , 84 (2), 101–106. https://doi.org/10.1016/0032-5910(95)02990-J
В данной статье моделируется распределение размеров продукта для шаровой мельницы с перемешиванием.
- Размер шарика (я думаю, шарика) оказывает большое влияние на тонкость частиц.
- более высокая эффективность при использовании гранул размером от 0,8 до 1 мм, чем при использовании гранул размером 1,6–2,5 мм.
- два различных типа шаровых мельниц. Время и интенсивность измельчения оказывают существенное влияние на продукт, поскольку при каждом методе мы можем получить различные микроструктуры и морфологию.
Проектирование высокоэнергетической шаровой мельницы для синтеза нанофазных материалов в больших количествах
Basset, D., Matteazzi, P., & Miani, F. (1993). Проектирование высокоэнергетической шаровой мельницы для синтеза нанофазных материалов в больших количествах. Materials Science and Engineering: A , 168 (2), 149–152. https://doi.org/10.1016/0921-5093(93)90718-T
В этой статье речь идет о новой конструкции шаровой мельницы с высокой энергией и производительностью для получения нанометровых частиц. Конструкция способна масштабироваться для получения большей производительности.
Создание исследовательского оборудования с использованием бесплатного оборудования с открытым исходным кодом
Пирс, Дж. (2012). Создание исследовательского оборудования с использованием бесплатного оборудования с открытым исходным кодом. Science (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк) , 337 , 1303–1304. https://doi.org/10.1126/science.1228183
3D-принтеры с открытым исходным кодом — это некоторые принтеры, которые могут печатать более 50 процентов своих деталей и управляются программным обеспечением с открытым исходным кодом, которое включает в себя доступный для модификации и иногда бесплатный код. В этом отношении, имея доступ к коду с открытым исходным кодом и объединяя его с 3D-принтером, мы можем изготавливать оборудование с открытым исходным кодом.
Методы производства порошка (книга)
Измельчение выполняется для таких целей, как уменьшение размера и рост, изменение формы частиц, устранение агломерации, механическое легирование, смешивание, изменение свойств материалов, получение порошка и т. д. Платформа, на которой происходит измельчение, как и окружающая среда, определяет конечные свойства материала.
Должна быть оптимальная скорость, при которой центробежные силы вращают шар к верху шаровой мельницы, а затем, прочность веса шаров будет больше, чем центробежная сила, и таким образом они упадут со дна мельницы. Существует уравнение, по которому мы можем рассчитать критическую скорость для удержания шаров в стенках из-за центробежной силы, которая составляет: n = 42,3 / Dm^1/2. Нормальная скорость составляет 65-80% от критической скорости.
- Максимальный размер мяча должен быть между D/18 и D/24.
- Максимальная загрузка шариков должна составлять 30–35 % от общего объема.
- оптимальное соотношение длины и диаметра (D/L) должно быть 1,56-1,64.
- Мощность шаровой мельницы составляет: N= (0,104*D^3*L*rho*phi^0,88+0,1*Ln)*1/etha1*etha2)
Преимущества шаровой мельницы: высокая производительность, прогнозируемая тонкость помола за определенный промежуток времени, надежность, безопасность, простота обслуживания.
Недостатки шаровой мельницы: удобство использования и большой вес, высокое энергопотребление из-за потерь энергии на тепло, трение и т. д., а также шум.
Существуют различные виды шаровых мельниц: цилиндрические, трубчатые, конические, стержневые, планетарные, вибрационные шаровые мельницы, вибрационные измельчители, мельницы со средним перемешиванием, струйные мельницы и т. д.
**Наша шаровая мельница — это мельница со средним перемешиванием, в которой разрушение происходит путем удара среды, и у нас есть вертикальный или горизонтальный вращающийся вал. Мелкие частицы и механическое легирование — основные области применения этой конструкции. Скорость составляет от 60 до 300 об/мин, среда 3-6 мм. Потребление энергии меньше, чем у других. Время измельчения составляет t=kd/n^1/2. Эта шаровая мельница полезна для твердых материалов.
Высокопроизводительное шлифование
Клок Ф., Барт С. и Мэттфельд П. (2016). Высокопроизводительное шлифование. Procedia CIRP , 46 , 266–271. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.04.067
Благодаря возникающим инновационным материалам мы должны преодолеть проблемы, которые сопровождают их на этапах шлифования. Четыре важных вопроса: время, стоимость, качество или осуществимость. Решив и преодолев хотя бы один из этих вопросов, мы можем улучшить обычный процесс шлифования до высокопроизводительного процесса шлифования.
Шаровая мельница в органическом синтезе: решения и проблемы
Столле, А., Шуппа, Т., Леонхардт, СЕС, и Ондрушка, Б. (2011). Шаровая мельница в органическом синтезе: решения и проблемы. Обзоры химического общества , 40 (5), 2317–2329. https://doi.org/10.1039/C0CS00195C
Одним из применений шаровых мельниц является синтез в области органической химии в качестве химических реакторов.
шары: материалы (плотность), размер и количество шаров играют важную роль в эффективности шаровой мельницы.
Проблема шаровой мельницы для этой области заключается в контроле температуры и давления реакций, которую следует преодолеть путем создания некоторых инструментов для контроля этих факторов в ходе процесса.
Шаровая мельница: зеленая технология для приготовления и функционализации производных наноцеллюлозы
C. Piras, C., Fernández-Prieto, S., & Borggraeve, WMD (2019). Шаровая мельница: зеленая технология для приготовления и функционализации производных наноцеллюлозы. Nanoscale Advances , 1 (3), 937–947. https://doi.org/10.1039/C8NA00238J
Это мини-обзор шаровой мельницы в области целлюлозы для подготовки и модификации нанокристаллов и нановолокон целлюлозы . Шаровая мельница — это технология измельчения частиц в тонкие порошки и смешивания материалов.
Преимущества: В этом обзоре шаровая мельница описывается как надежный, воспроизводимый, с возможностью контроля скорости, простой, удобный в использовании, недорогой и экологически чистый метод.
Недостатки: загрязнение, неправильная форма наноматериалов, шум и большие затраты времени.
На основании этой статьи шаровую мельницу можно разделить на две группы: прямые и косвенные. В первой кинетическая энергия передается частицам напрямую, а во второй кинетическая энергия сначала передается корпусу мельницы, а через эту часть энергия передается частицам (наша шаровая мельница). Эта шаровая мельница также имеет 3 различных типа, включая барабанную, вибрационную и планетарную. (наша - барабанная)
Чем больше диаметр барабана, тем больше энергии передается частицам, поскольку шарики падают на частицы с большей высоты.
Шарики могут быть изготовлены из разных материалов, таких как сталь, нержавеющая сталь, керамика или резина.
Сравнительное исследование сплавов Al-Ni-Mo, полученных механическим легированием в различных шаровых мельницах
Гарсия-Гвадеррама, М. (nd). Сравнительное исследование сплавов Al-Ni-Mo, полученных механическим легированием в различных шаровых мельницах . Получено 19 октября 2022 г. с https://www.academia.edu/23532228/Comparative_study_of_Al_Ni_Mo_alloys_obtained_by_mechanical_alloying_in_different_ball_mills
Определено влияние двух параметров: типа шаровой мельницы и времени измельчения при механическом легировании Al-Ni-Mo.
- Чем выше интенсивность измельчения, тем короче время измельчения в шаровой мельнице.
- интенсивность зависит от массы и скорости шариков, а также от соотношения веса шариков и пороха.
- увеличивая время измельчения, мы получаем различные соединения.
- разная интенсивность, мы имеем разное фазовое образование и разную микроструктуру.
Графеновые аэрогели для поглощения масла (Книга)
Petridis, LV, Kokkinos, NC, Mitropoulos, AC, & Kyzas, GZ (2019). Глава 8 — Графеновые аэрогели для поглощения масла. В GZ Kyzas & AC Mitropoulos (ред.), Interface Science and Technology (т. 30, стр. 173–197). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814178-6.00008-X
Приложение боковых сил к графиту
- Сдвигающее усилие, действующее на шарики, приводит к образованию крупных хлопьев графена.
- столкновение разбивает эти хлопья.
- столкновение разрушает кристаллическую структуру до аморфной массы (нам не нужен аморфный графен, поэтому мы должны контролировать столкновение).
Зелёные синтетические подходы для гетероциклов среднего размера, представляющих биологический и фармацевтический интерес (книга)
Чаттопадхай, С. (2015). Зеленые синтетические подходы для гетероциклов среднего размера, представляющих биологический интерес. В Зеленые синтетические подходы для биологически значимых гетероциклов (стр. 291–315). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-800070-0.00011-6
Шаровая мельница может использоваться в синтезе и реакциях органических соединений. Она известна своей простотой, экологичностью, экономичностью и высокой производительностью. что называется «механохимией».
Асимметричный органокатализ без растворителя в шаровой мельнице
Родригес, Б., Рантанен, Т. и Больм, К. (2006). Асимметричный органокатализ без растворителей в шаровой мельнице. Angewandte Chemie International Edition , 45 (41), 6924–6926. https://doi.org/10.1002/anie.200602820
Шаровая мельница полезна для измельчения, подготовки и модификации неорганических материалов. Она может использоваться для химического синтеза, что приводит к уменьшению количества вредных материалов.
Шлифовальный станок с открытым исходным кодом для производства компрессионных винтов
Франц, Дж. и Пирс, Дж. М. (2020). Шлифовальный станок с открытым исходным кодом для изготовления компрессионных винтов. Изобретения , 5 (3), 1–27. https://doi.org/10.3390/inventions5030026
В данной статье речь идет об использовании шлифовального станка с открытым исходным кодом для создания силы сжатия винта.
Технология 3D-печати с открытым исходным кодом позволяет изготавливать широкий спектр материалов, от бытовых до более профессиональных, в форме распределенного производства, которое можно настраивать под индивидуальные требования и которое помогает пользователю экономить деньги.
Количественная оценка стоимости разработки аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом
Пирс, Дж. М. (2014). Количественная оценка ценности разработки оборудования с открытым исходным кодом (научная статья SSRN № 3331131). https://papers.ssrn.com/abstract=3331131
Бесплатные аппаратные приложения с открытым исходным кодом в основном применяются в науке, медицине и образовании, где людям требуются индивидуальные продукты в небольших объемах.
Изготовление электродов на основе TiFe с использованием высокоэнергетической шаровой мельницы с добавкой Mn для NiMH-аккумуляторов
Зали, А., Кашани-Бозорг, С.Ф., Лалегани, З. и Хамаванди, Б. (2022). Изготовление электродов на основе TiFe с использованием высокоэнергетической шаровой мельницы с добавкой Mn для NiMH-аккумуляторов. Аккумуляторы , 8 (10), статья 10. https://doi.org/10.3390/batteries8100182
В этой статье речь идет о изготовлении наноструктурного сплава для электродных применений с использованием планетарной шаровой мельницы. Аморфное фазовое превращение происходит после шаровой мельницы.
Электроды - это прессованные порошки!!
- Увеличивая время измельчения, мы достигаем различных структур, включая кристаллическую или аморфную структуру.
- нанокристаллическая структура после 20 ч измельчения.
- Длительное время измельчения ---> агломерация.
Численное моделирование шарового мельницы для нового синтеза аммиака в условиях окружающей среды
Параманантам, С.С., Бригльевич, Б., Алексей, Н., Нагулапати, В.М., Хан, Г.-Ф., Бэк, Ж.-Б., Микульчич, Х. и Лим, Х. (2022). Численное моделирование шарового реактора для синтеза нового аммиака в условиях окружающей среды. Энергия , 125754. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.125754.
Механохимический синтез аммиака методом шаровой мельницы.
В реакторе находится 500 г стальных шариков диаметром 25 мм и 24 г железных частиц диаметром 0,25 мм.
Сравнительное исследование морфологии целлюлозного нановолокна, изготовленного с использованием двух видов метода измельчения
Уранчимег, К., Джаргалсайхан, Б., Бор, А., Юн, К. и Чой, Х. (2022). Сравнительное исследование морфологии целлюлозного нановолокна, изготовленного с использованием двух видов метода измельчения. Материалы , 15 (20), статья 20. https://doi.org/10.3390/ma15207048
Речь идет о производстве целлюлозного нановолокна методом шаровой мельницы. (Лигнин отделяется в процессе отбеливания перекисью водорода).
Целлюлозное волокно образует однородную суспензию через 3 месяца, но целлюлозный порошок (измельченный в шаровой мельнице) превращается в однородную суспензию через неделю. Это происходит из-за увеличения площади поверхности, что является результатом химических процессов, происходящих во время измельчения в шаровой мельнице. Этот процесс помог целлюлозе преобразоваться в CNF более правильным образом.
Свойства кремниевого порошка, полученного в планетарной шаровой мельнице, в зависимости от времени измельчения, размера мелющих бусинок и скорости вращения
Нильссен, Б. Э. и Клейв, Р. А. (2020). Свойства кремниевого порошка, полученного в планетарной шаровой мельнице, в зависимости от времени измельчения, размера мелющих бусинок и скорости вращения. Кремний , 12 (10), 2413–2423. https://doi.org/10.1007/s12633-019-00340-0
В данной статье исследуются свойства кремния после шарового измельчения с планетарной шаровой мельницей в разное время, размер шара и скорость. Эти параметры влияют на форму фазы (кристаллическая или аморфная) и ее размеры. При увеличении удельной площади поверхности появляется больше примесей железа, а также больше аморфной фазы, что показано при измельчении с шариками 0,25 мм. Кислотная промывка значительно снижает примеси железа.
Влияние параметров процесса шаровой мельницы на получение нанопорошка кремния
Чжу, X., Цай, X., Чжан, S., Ван, L. и Цуй, X. (2021). Влияние параметров процесса шаровой мельницы на подготовку нанокремниевого порошка. Интегрированные сегнетоэлектрики , 217 (1), 255–264. https://doi.org/10.1080/10584587.2021.1911318
Исследовано влияние факторов шаровой мельницы, включая время и скорость измельчения, на производство нанокремния. Материал шаров — цирконий.
первым результатом был эффект скорости, который показывает, что чем выше скорость, тем выше скорость разрушения зерен, что является результатом увеличения столкновения между зернами. Кроме того, увеличивая скорость, мы бы имели равномерное распределение размера частиц.
Функция, показывающая связь между скоростью и размером зерна, имеет вид:
- 157*ехр(-((x-706,8)/297,2)^2)
Влияние времени на размер зерна при фиксированной скорости равно:
- увеличение времени измельчения ---> уменьшение размера зерна и увеличение равномерно распределенных размеров частиц, однако для этого существует оптимальное время.
- оптимальная скорость — 1100/1200 об/мин, оптимальное время — 150 мин.
| характеристика | время измельчения/размер частиц | размер частиц/объемный процент |
|---|
Быстрое измельчение частиц SiC с помощью нового процесса измельчения с использованием шаров разных размеров
Ли, Дж., Жэнь, Х., Чжан, И., Хоу, Х. и Ху, С. (2020). Быстрое измельчение частиц SiC с помощью нового процесса измельчения с использованием шаров разных размеров. Журнал исследований и технологий материалов , 9 (4), 8667–8674. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.05.090
В данной статье исследуются более общие свойства частиц на основе распределения размеров шаров.
материал Mg и SiC. Параметры: D барабана: 20 см, скорость: 70-670 об/мин, объем: 250 мл.
Соотношение масс шариков и пороха составляет 10:1.
- значительное уменьшение размера частиц за счет шаровой мельницы с шарами разного размера.
| характеристика | Рентгенодифракционный анализ | размер частиц/объем разрушения | время фрезерования/ D |
|---|
Ссылки
[1] Гупта, В.К. и Шарма, С. (2014). Анализ работы шаровой мельницы с использованием кинетических параметров, характерных для мощности мельницы. Advanced Powder Technology , 25 (2), 625–634. https://doi.org/10.1016/j.apt.2013.10.003
[2] Гао, М. и Форсберг, Э. (1995). Прогнозирование распределения размеров продукта для шаровой мельницы с перемешиванием. Powder Technology , 84 (2), 101–106. https://doi.org/10.1016/0032-5910(95)02990-J
[3] Бассет, Д., Маттеацци, П. и Миани, Ф. (1993). Проектирование высокоэнергетической шаровой мельницы для синтеза нанофазных материалов в больших количествах. Материаловедение и инженерия: A , 168 (2), 149–152. https://doi.org/10.1016/0921-5093(93)90718-T
[4] Пирс, Дж. (2012). Создание исследовательского оборудования с использованием бесплатного оборудования с открытым исходным кодом. Science (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк) , 337 , 1303–1304. https://doi.org/10.1126/science.1228183
[5] Клок Ф., Барт С. и Мэттфельд П. (2016). Высокопроизводительное шлифование. Procedia CIRP , 46 , 266–271. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.04.067
[6] Столле, А., Шуппа, Т., Леонхардт, СЕС и Ондрушка, Б. (2011). Шаровая мельница в органическом синтезе: решения и проблемы. Обзоры химического общества , 40 (5), 2317–2329. https://doi.org/10.1039/C0CS00195C
[7] C. Piras, C., Fernández-Prieto, S., & Borggraeve, WMD (2019). Шаровая мельница: зеленая технология для приготовления и функционализации производных наноцеллюлозы. Nanoscale Advances , 1 (3), 937–947. https://doi.org/10.1039/C8NA00238J
[8] Гарсия-Гвадеррама, М. (nd). Сравнительное исследование сплавов Al-Ni-Mo, полученных механическим легированием в различных шаровых мельницах . Получено 19 октября 2022 г. с https://www.academia.edu/23532228/Comparative_study_of_Al_Ni_Mo_alloys_obtained_by_mechanical_alloying_in_different_ball_mills
[9] Petridis, LV, Kokkinos, NC, Mitropoulos, AC, & Kyzas, GZ (2019). Глава 8 — Графеновые аэрогели для поглощения масла. В GZ Kyzas & AC Mitropoulos (ред.), Interface Science and Technology (т. 30, стр. 173–197). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814178-6.00008-X
[11] Чаттопадхай, С. (2015). Зеленые синтетические подходы для гетероциклов среднего размера, представляющих биологический интерес. В Зеленые синтетические подходы для биологически значимых гетероциклов (стр. 291–315). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-800070-0.00011-6
[12] Родригес, Б., Рантанен, Т. и Больм, К. (2006). Асимметричный органокатализ без растворителей в шаровой мельнице. Angewandte Chemie International Edition , 45 (41), 6924–6926. https://doi.org/10.1002/anie.200602820
[13] Франц, Дж. и Пирс, Дж. М. (2020). Шлифовальный станок с открытым исходным кодом для изготовления компрессионных винтов. Изобретения , 5 (3), 1–27. https://doi.org/10.3390/inventions5030026
[14] Пирс, Дж. М. (2014). Количественная оценка ценности разработки оборудования с открытым исходным кодом (научная статья SSRN № 3331131). https://papers.ssrn.com/abstract=3331131
[15] Зали, А., Кашани-Бозорг, С.Ф., Лалегани, З. и Хамаванди, Б. (2022). Изготовление электродов на основе TiFe с использованием высокоэнергетической шаровой мельницы с добавкой Mn для NiMH-аккумуляторов. Аккумуляторы , 8 (10), статья 10. https://doi.org/10.3390/batteries8100182
[16] Параманантам, С.С., Бригльевич, Б., Алексей, Н., Нагулапати, В.М., Хан, Г.-Ф., Бэк, Ж.-Б., Микульчич, Х. и Лим, Х. (2022). Численное моделирование шарового реактора для синтеза нового аммиака в условиях окружающей среды. Энергия , 125754. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.125754.
[17] Уранчимег, К., Джаргалсайхан, Б., Бор, А., Юн, К. и Чой, Х. (2022). Сравнительное исследование морфологии целлюлозного нановолокна, изготовленного с использованием двух видов метода измельчения. Материалы , 15 (20), статья 20. https://doi.org/10.3390/ma15207048
[18] Нильссен, Б. Э. и Клейв, Р. А. (2020). Свойства порошка кремния, полученного в планетарной шаровой мельнице, в зависимости от времени измельчения, размера мелющих бусинок и скорости вращения. Кремний , 12 (10), 2413–2423. https://doi.org/10.1007/s12633-019-00340-0
[19] Чжу, X., Цай, X., Чжан, S., Ван, L. и Цуй, X. (2021). Влияние параметров процесса шаровой мельницы на подготовку нанокремниевого порошка. Интегрированные сегнетоэлектрики , 217 (1), 255–264. https://doi.org/10.1080/10584587.2021.1911318
[20] Ли, Дж., Жэнь, Х., Чжан, И., Хоу, Х. и Ху, С. (2020). Быстрое измельчение частиц SiC с помощью нового процесса измельчения с использованием шаров разных размеров. Журнал исследований и технологий материалов , 9 (4), 8667–8674. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.05.090
