如何选择研磨罐
材质、密封、填充体积和研磨适配性。订购研磨罐之前必须确定的事项。
研磨罐不仅是一个容器。其材质决定了您的污染下限,其密封性决定了您能否在惰性气氛下研磨,而其尺寸必须与您的研磨机匹配。这三者中任何一点出错,都会让您损失一批物料,或导致整整一个月的数据不可信。
研磨罐应与研磨介质匹配,而不仅仅是匹配样品
研磨罐和研磨介质应尽可能采用相同材质。氧化锆罐搭配钢珠研磨介质会使您的粉末中混入铁元素;钢罐搭配氧化锆研磨介质则会磨损罐体而非研磨珠。当两者材质必须不同时,研磨罐应比研磨介质更硬。实用的选型清单如下:
- 氧化锆。 常用陶瓷中硬度最高、密度最大的一种,磨损率最低,是电池正负极粉末的首选,因为微量的金属或氧化铝杂质会改变电化学性能。价格昂贵,且重量较大,在小型研磨机上需考虑罐体重量。
- 氧化铝。 较经济的陶瓷选择,适用于氧化物陶瓷和一般粉末加工。磨损速度比氧化锆快,因此请确认氧化铝成分是否会对您的产品产生影响。
- 不锈钢。 坚韧、便宜,是金属、合金和机械合金化的理想选择。会引入铁、铬和镍元素,因此不适用于大多数电化学应用。
- 碳化钨。 用于那些会损坏陶瓷的真正坚硬的进料。会引入钨和钴,且成本高昂。
- 聚四氟乙烯(PTFE)、尼龙和聚氨酯。 适用于软性材料和湿磨,污染极低,且足够温和以保持颗粒形态。受温度和能量限制,不适用于坚硬进料或长时间干磨。
- 玛瑙。 适用于不能含有任何金属氧化物的场合。数据质量极佳,但罐体易碎,价格昂贵。
尽早确定是否需要密封防气功能
标准研磨罐使用橡胶或硅胶垫圈,适用于在大气环境下研磨。如果您处理的是空气敏感材料、硫化物固体电解质、金属锂或大多数钠离子电池正极材料,则需要一个气密性研磨罐,要求其能在手套箱内密封并保持在研磨机上的密封状态。这无法在后期改装,也是研磨罐购后最常见的更换原因。请在下单前做出决定。
填充体积约为标称体积的三分之一
250 mL 的研磨罐不能研磨 250 mL 的粉末。通常研磨介质占三分之一,样品占三分之一,剩下的三分之一是研磨动作所需的自由空间。过量填充会导致研磨介质无法移动,从而无法研磨;填充不足则会浪费能量并增加磨损。请根据您的批次大小而非预算来选择研磨罐尺寸。
注意温度和压力
研磨会产生热量,长时间干磨会导致罐内温度远高于环境温度。聚合物罐体可能会变软变形;垫圈会加速老化。密封罐在受热时会产生压力,如果物料在研磨过程中产生气体,压力还会进一步增加。如果您在密封罐中研磨任何反应性物质,请务必在手套箱或通风橱内开启,并确保开口背离自己。
下单前确认机械适配性
行星式研磨机通过外径和高度来固定研磨罐,不同制造商之间的公差各不相同。适用于 Retsch 研磨机的罐子不一定适用于 Fritsch 或国产设备。请告知我们您的研磨机品牌和型号,我们将为您确认是否适配;如果您使用的是旧机器或改进型夹具,请提供具体尺寸。
仍不确定?
请将您的研磨机型号、样品化学成分和批次大小发给我们,我们将为您指定合适的研磨罐及配套的研磨介质。