اصل کار آسیاب گلوله ای معمولی: درام چرخان به توپ های آسیاب اجازه می دهد تا آزادانه تحت گرانش قرار بگیرند و بر نمونه ضربه بزنند و به خرد شدن و اختلاط دست پیدا کنند. با این حال، راندمان انرژی پایین، زمان آسیاب طولانی و مشکل در پردازش ذرات بسیار ریز است.
اصل کار آسیاب گلوله ای سیاره ای: از طریق حرکت سیاره ای (درام در حین چرخش حول محور خود حول محور اصلی می چرخد)، برخوردهای شدید{0} و نیروهای برشی بین توپ های آسیاب و نمونه تحت نیروی گریز از مرکز ایجاد می شود. این باعث تمرکز و آزاد شدن انرژی می شود و در نتیجه راندمان آسیاب به صورت تصاعدی افزایش می یابد.
علاوه بر این، آسیاب‌های گلوله‌ای سیاره‌ای تجهیزات ضروری برای بهبود عملکرد همه-باتری‌های لیتیومی-حالت جامد هستند: همه-باطری‌های حالت جامد{3}}از الکترودهای حالت جامد{4}}و الکترولیت‌های حالت جامد-استفاده می‌کنند. ماده الکترود مثبت باتری‌های حالت جامد با باتری‌های الکترولیت مایع تفاوت قابل‌توجهی ندارد، در حالی که ماده الکترود منفی عمدتاً از لیتیوم فلزی، آلیاژهای لیتیوم یا الکترودهای منفی مبتنی بر سیلیکون استفاده می‌کند. برخلاف باتری‌های یون لیتیوم مایع، باتری‌های حالت جامد به جای الکترولیت مایع و جداکننده از الکترولیت‌های جامد استفاده می‌کنند. هسته باتری‌های حالت جامد در تولید الکترولیت‌های جامد با خواص مکانیکی بالا، رسانایی یونی بالا، پایداری الکتروشیمیایی و حرارتی عالی، و سازگاری با مواد الکترود نهفته است. فناوری آسیاب گلوله ای معمولاً در توسعه الکترولیت های جامد برای پردازش مواد الکترولیت جامد و بهبود عملکرد همه باتری های-حالت جامد{16}}استفاده می شود.
کاری که ممکن است برای یک آسیاب گلوله ای معمولی 10 ساعت طول بکشد، می تواند در 4-5 ساعت، یا حتی کمتر، توسط یک آسیاب گلوله ای سیاره ای تمام شود!
اصل سنگ زنی آسیاب گلوله ای سیاره ای
در طول فرآیند آسیاب در آسیاب گلوله ای سیاره ای، مواد در اثر ضربه، فشرده سازی و اصطکاک توپ های آسیاب پودر می شوند. در واقع، فرآیند پودر شدن بسیار پیچیده است. با مطالعه یک ذره، بارها و بارها در حین آسیاب گلوله ای تحت تنش های ذکر شده قرار می گیرد و باعث می شود که ترک های موجود یا تازه ایجاد شده در ذره به طور مداوم منبسط شوند که منجر به شکستگی یا تغییر شکل پلاستیک می شود.
با کوچکتر شدن ذرات، ترک‌های روی آن‌ها ریزتر می‌شوند و احتمال ایجاد ترک در حداقل تنش شکست را کاهش می‌دهند. نیروی آسیاب تا جایی افزایش می‌یابد که ذرات دچار تغییر شکل پلاستیکی می‌شوند و با رسیدن به اندازه ذرات معین، آسیاب بیشتر را دشوار می‌کند. بنابراین، آسیاب گلوله ای طولانی مدت بی معنی است و فقط مصرف انرژی را افزایش می دهد زیرا ذرات بسیار ریز نمی توانند انرژی الاستیک مورد نیاز برای انتشار ترک را جمع کنند.
در واقع، جوهر اصل سنگ زنی آسیاب های گلوله ای سیاره ای در حال حاضر تنها از طریق استدلال تجربی یا شهود درک می شود. فرآیند واقعی آسیاب گلوله ای بسیار پیچیده تر از آنچه در بالا توضیح داده شد است. خرد شدن ذرات مواد به دلیل فعل و انفعالات بین ذرات، بین ذرات و شیشه سنگ زنی، بین ذرات و توپ های آسیاب و برهمکنش های شیمیایی بین ذرات متفاوت است.
سه مزیت اصلی آسیاب های گلوله ای سیاره ای:
چگالی انرژی مضاعف: شتاب گریز از مرکز حرکت سیاره می تواند به 20 تا 40 گرم برسد (در مقایسه با تنها 1 گرم در آسیاب های گلوله ای معمولی)، که منجر به افزایش انرژی جنبشی توپ آسیاب می شود که به راحتی مواد سخت در مقیاس نانو (مانند کاربید سیلیکون و سرامیک ها) را خرد می کند.
مسیر آسیاب چند بعدی-: بر خلاف آسیاب های گلوله ای معمولی که در آن توپ های آسیاب یک مسیر واحد را دنبال می کنند، آسیاب های گلوله ای سیاره ای از نیروی گریز از مرکز و نیروی واکنش چرخشی برای ایجاد حرکت سه بعدی پیچیده استفاده می کنند و به آسیاب یکنواخت بدون زوایای مرده دست می یابند.
کنترل هوشمند دما: برخی از آسیاب‌های گلوله‌ای سیاره‌ای سطح بالا مجهز به سیستم خنک‌کننده در گردش هستند تا از تجزیه حرارتی نمونه‌ها در طول کارکرد طولانی‌مدت جلوگیری کند (آسیاب‌های گلوله‌ای معمولی اغلب به دلیل گرمای بیش از حد مجبور به خاموش شدن می‌شوند).
ACEY-VHBM-2Lدستگاه فرز توپ سیاره ایبرای پردازش نمونه همه کاره، پشتیبانی از آسیاب خشک، آسیاب مرطوب در حالت تعلیق، و عملیات تحت شرایط گاز بی اثر مهندسی شده است. علاوه بر کاهش موثر اندازه ذرات، مخلوط کردن و همگن سازی کامل امولسیون ها و خمیرها و همچنین آلیاژسازی مکانیکی و فعال سازی برای تحقیقات مواد پیشرفته را امکان پذیر می کند. این سیستم به گونه ای طراحی شده که جمع و جور و در عین حال کاملاً کاربردی باشد، عملکرد بسیار کارآمد و بی صدا را تضمین می کند. این به عنوان یک ابزار ایده آل برای آماده سازی نمونه تحقیقاتی در آزمایشگاه های دانشگاهی، موسسه ای و صنعتی با قابلیت پردازش چهار نمونه مختلف در یک دسته عمل می کند.
