如何選擇合適的實驗室粉碎研磨設(shè)備
[導(dǎo)讀]:實驗室用于樣品前處理粉碎研磨的設(shè)備較為多樣,不同特性的樣品適合使用的設(shè)備也不一樣,本文就來詳解實驗室中如何選擇合適的粉碎研磨設(shè)備。
實驗室中的樣品物料類型多種多樣,每種樣品的物理化學(xué)特性都不盡相同,要想將其粉碎至實驗要求的粒度,就需要選擇不同類型的粉碎研磨設(shè)備。那么如何才能選擇到合適的粉碎研磨設(shè)備呢?下面東方天凈就帶大家來了解一下。
粉碎出現(xiàn)在生產(chǎn)和生活的方方面面,從牙齒咀嚼食物到飛機的制造,我們往往需要改變物質(zhì)的形態(tài)才能將其為自身所用。從根本上來說,研磨是粉碎的一種,屬于精細粉碎,粉碎樣品的方式有多種,如擠壓、碰撞、摩擦、切割、剪切等。
樣品不同受力情況
在實驗室中,理化分析、檢驗檢測、制備合成等實驗都需要先將樣品物料進行研磨,然后才能進行后續(xù)步驟。要想粉碎處理好樣品,就要清楚樣品的性質(zhì)和實驗的情況,才能選擇合適的粉碎研磨設(shè)備。
對于樣品的性質(zhì),首先要了解的就是軟硬程度,例如硬性樣品,一般采用碰撞、擠壓和摩擦的方式研磨,而軟性樣品,采用切割的方式粉碎更快速方便。樣品軟硬的定義可以用簡單的方法去判斷,如果樣品適合用剪刀剪開,那么這類樣品就屬于粉碎中的軟性樣品,如塑料、橡膠、紡織品等,如果樣品適合用錘子砸碎,那么這類樣品就屬于粉碎中的中硬性樣品,如玻璃、陶瓷、礦石等。
不過隨著技術(shù)的發(fā)展,許多設(shè)備往往將兩三種粉碎原理組合使用,從而擴大了設(shè)備的適用范圍,如行星式球磨機,在球磨罐自轉(zhuǎn)速度逐漸增加的過程中,研磨球先是碰撞砸碎樣品,然后會沿罐壁螺旋上升,對樣品進行擠壓和摩擦,研磨效率相對于傳統(tǒng)粉碎設(shè)備提高了許多,非常適用于硬性和中硬性樣品的研磨。
除了要考慮樣品的特性,還要考慮實驗條件,比如是否抽真空研磨、充惰性氣體研磨或者控制溫度研磨,下面我們來看看目前實驗室中常用的一些粉碎研磨設(shè)備。
研缽和缽杵:在樣品量不太多的時候,使用研缽和缽杵進行手動研磨是很有效且經(jīng)濟的。
臼式研磨機:臼式研磨機是模仿人工研磨的設(shè)備,它由電機帶動研磨杵,優(yōu)點是可研磨樣品量較大,缺點是效率較低、不夠精細。
刀式研磨機:刀式研磨機是高速旋轉(zhuǎn)的刀片對樣品進行粉碎,適用于對樣品污染要求不高的實驗室,如谷物、飼料等,缺點是對少量樣品和延展柔軟性樣品不適合。如需無污染的研磨,還要更換昂貴的合金刀具。
振動磨:用于制備煤、礦石等小樣的實驗室,通常會使用振動磨進行破碎,滿足1-3mm級別的制樣,這種設(shè)備優(yōu)點是快速,一般可在5分鐘內(nèi)完成,缺點是噪音大,密封性差,污染嚴(yán)重。
氣流粉碎機:粉碎某些糧食樣品時,有些實驗室會使用氣流粉碎機,這種粉碎機無污染、粉碎快速,缺點是不適合中少量樣品的粉碎,而且粉碎粒度不太理想。
行星式球磨機:行星式球磨機是近些年來比較受歡迎的實驗室精細研磨設(shè)備,可輕松將樣品研磨至微米級別,某些樣品在合適條件下可達到納米級別。行星球磨機研磨樣品時是將其放入密封的球磨罐中,對周圍環(huán)境污染較小,既可干法研磨,又能濕法研磨,另外皮帶式傳動的行星球磨機噪音也較小,適用于實驗室多種類型的樣品。
行星式球磨機
振動球磨機:振動球磨機分為二維振動和三維振動兩種,其研磨能量相比其它研磨設(shè)備要高出許多,尤其是三維振動球磨機,可以在短時間內(nèi)將樣品物料粉碎研磨至微米級別,密封性良好,可低溫研磨,對軟性、纖維性、含糖性的樣品也有比較好的研磨效果。
三維振動球磨機
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