Pracovní princip konvenčního kulového mlýna: Rotující buben umožňuje mlecím koulím volně padat gravitací a narážet na vzorek, čímž se dosáhne drcení a míchání. Má však nízkou energetickou účinnost, dlouhou dobu mletí a potíže se zpracováním ultrajemných částic.
Pracovní princip planetového kulového mlýnu: Planetárním pohybem (buben se otáčí kolem hlavního hřídele a zároveň se otáčí kolem své vlastní osy) vznikají mezi mlecími kuličkami a vzorkem pod odstředivou silou srážky o vysoké intenzitě a smykové síly. Tím se koncentruje a uvolňuje energie, což má za následek exponenciální zvýšení účinnosti mletí.
Planetární kulové mlýny jsou navíc nezbytným vybavením pro zlepšení výkonu všech-pevných{1}}lithných baterií: Všechny-pevné-baterie používají pevné-elektrody a pevné-elektrolyty. Materiál kladné elektrody pevných-baterií se výrazně neliší od materiálu baterií s tekutým elektrolytem, zatímco materiál záporné elektrody používá především kovové lithiové, slitiny lithia nebo záporné elektrody-na křemíku. Na rozdíl od tekutých lithium-iontových baterií-polovodičové baterie používají místo tekutého elektrolytu a separátoru pevný elektrolyt. Jádro polovodičových{13}}baterií spočívá ve vývoji pevných elektrolytů s vysokými mechanickými vlastnostmi, vysokou iontovou vodivostí, vynikající elektrochemickou a tepelnou stabilitou a kompatibilitou s elektrodovými materiály. Technologie kulového frézování se běžně používá při vývoji pevných elektrolytů ke zpracování materiálů s pevným elektrolytem a ke zlepšení výkonu všech-pevných{16}}baterií.
Úkol, který může konvenčnímu kulovému mlýnu trvat 10 hodin, může být dokončen za 4-5 hodin, nebo dokonce méně, planetovým kulovým mlýnem!
Princip mletí planetového kulového mlýnu
Během procesu mletí v planetovém kulovém mlýnu je materiál rozmělňován na prášek nárazem, stlačením a třením mlecích kuliček. Ve skutečnosti je proces pulverizace extrémně složitý. Při studiu jedné částice je opakovaně vystavena výše uvedeným napětím během kulového mletí, což způsobuje, že stávající nebo nově vytvořené trhliny v částici se neustále rozšiřují, což vede k rozbití nebo plastické deformaci.
Jak se částice zmenšují, trhliny na nich jsou jemnější, čímž se snižuje pravděpodobnost prasklin při minimálním lomovém napětí. Mlecí síla se zvyšuje do bodu, kdy částice podléhají plastické deformaci, což ztěžuje další mletí, jakmile se dosáhne určité velikosti částic. Dlouhé kulové frézování je proto nesmyslné a pouze zvyšuje spotřebu energie, protože ultrajemné částice nemohou akumulovat elastickou energii potřebnou pro šíření trhliny.
Ve skutečnosti je podstata principu mletí planetových kulových mlýnů v současnosti chápána pouze prostřednictvím experimentálního uvažování nebo intuice. Vlastní proces kulového frézování je mnohem složitější, než je popsáno výše. Drcení částic materiálu se mění v důsledku interakcí mezi částicemi, mezi částicemi a mlecí nádobou, mezi částicemi a mlecími kuličkami a chemickými interakcemi mezi částicemi.
Tři hlavní výhody planetových kulových mlýnů:
Dvojitá hustota energie: Odstředivé zrychlení planetárního pohybu může dosáhnout 20-40 g (ve srovnání s pouhým 1 g v běžných kulových mlýnech), což má za následek nárůst kinetické energie mlecí koule, což snadno rozdrtí tvrdé materiály v nanoměřítku (jako je karbid křemíku a keramika).
Vícerozměrná dráha mletí: Na rozdíl od konvenčních kulových mlýnů, kde mlecí koule sledují jedinou trajektorii, využívají planetové kulové mlýny odstředivou sílu a rotační reakční sílu k vytvoření komplexního trojrozměrného- pohybu a dosahují rovnoměrného mletí bez mrtvých úhlů.
Inteligentní řízení teploty: Některé planetové kulové mlýny vyšší třídy jsou vybaveny cirkulačním chladicím systémem, který zabraňuje tepelnému rozkladu vzorků během dlouhodobého provozu (běžné kulové mlýny jsou často nuceny vypnout kvůli přehřátí).
ACEY-VHBM-2Lplanetová kulová frézkaje navržen pro všestranné zpracování vzorků, podporuje suché mletí, mokré mletí v suspenzi a provoz v podmínkách inertního plynu. Kromě účinné redukce velikosti částic umožňuje důkladné promíchání a homogenizaci emulzí a past, jakož i mechanické legování a aktivaci pro pokročilý materiálový výzkum. Systém je navržen tak, aby byl kompaktní a přitom plně funkční, a zajišťuje vysoce účinný a tichý provoz. Slouží jako ideální nástroj pro přípravu výzkumných vzorků v akademických, institucionálních a průmyslových laboratořích, se schopností zpracovat čtyři různé vzorky v jedné dávce.
