Le principe de fonctionnement d'un broyeur à boulets conventionnel : le tambour rotatif permet aux billes de broyage de tomber librement sous l'effet de la gravité et d'impacter l'échantillon, réalisant ainsi le concassage et le mélange. Cependant, son efficacité énergétique est faible, son temps de broyage est long et il est difficile de traiter les particules ultrafines.
Le principe de fonctionnement d'un broyeur à boulets planétaire : grâce au mouvement planétaire (le tambour tourne autour de l'arbre principal tout en tournant sur son propre axe), des collisions et des forces de cisaillement de haute -intensité sont générées entre les boulets de broyage et l'échantillon sous l'effet de la force centrifuge. Cela concentre et libère de l'énergie, ce qui entraîne une augmentation exponentielle de l'efficacité du broyage.
De plus, les broyeurs planétaires à boulets sont un équipement essentiel pour améliorer les performances de toutes les-batteries au lithium à l'état solide- : toutes les-batteries à l'état solide-utilisent des électrodes à l'état solide-et des électrolytes à l'état solide-. Le matériau de l'électrode positive des batteries à semi-conducteurs-n'est pas significativement différent de celui des batteries à électrolyte liquide, tandis que le matériau de l'électrode négative utilise principalement du lithium métallique, des alliages de lithium ou des électrodes négatives à base de silicium-. Contrairement aux batteries-ioniques au lithium liquide, les batteries-à l'état solide utilisent des électrolytes solides au lieu de l'électrolyte liquide et du séparateur. Le cœur des batteries à semi-conducteurs- réside dans le développement d'électrolytes solides dotés de propriétés mécaniques élevées, d'une conductivité ionique élevée, d'une excellente stabilité électrochimique et thermique et d'une compatibilité avec les matériaux d'électrode. La technologie de broyage à boulets est couramment utilisée dans le développement d'électrolytes solides pour traiter les matériaux électrolytiques solides et améliorer les performances de toutes les -batteries à semi-conducteurs-.
Une tâche qui pourrait prendre 10 heures à un broyeur à boulets conventionnel peut être terminée en 4 à 5 heures, voire moins, par un broyeur à boulets planétaire !
Le principe de broyage d'un broyeur planétaire à boulets
Au cours du processus de broyage dans un broyeur planétaire à boulets, le matériau est pulvérisé par l'impact, la compression et la friction des billes de broyage. En fait, le processus de pulvérisation est extrêmement complexe. En étudiant une seule particule, celle-ci est soumise à plusieurs reprises aux contraintes susmentionnées lors du broyage à boulets, provoquant une expansion continue des fissures existantes ou nouvellement formées dans la particule, conduisant à une rupture ou à une déformation plastique.
À mesure que les particules deviennent plus petites, les fissures deviennent plus fines, réduisant ainsi la probabilité de fissures à une contrainte de rupture minimale. La force de broyage augmente jusqu'à un point tel que les particules subissent une déformation plastique, ce qui rend la poursuite du broyage difficile une fois qu'une certaine taille de particule est atteinte. Par conséquent, un broyage à billes prolongé n’a aucun sens et ne fait qu’augmenter la consommation d’énergie car les particules ultrafines ne peuvent pas accumuler l’énergie élastique nécessaire à la propagation des fissures.
En fait, l’essence du principe de broyage des broyeurs planétaires à boulets n’est actuellement comprise que par un raisonnement expérimental ou par intuition. Le processus de broyage à billes lui-même est beaucoup plus complexe que celui décrit ci-dessus. Le broyage des particules de matériau varie en raison des interactions entre les particules, entre les particules et le bol de broyage, entre les particules et les billes de broyage, et des interactions chimiques entre les particules.
Les trois principaux avantages des broyeurs planétaires à boulets :
Double densité d'énergie : l'accélération centrifuge du mouvement planétaire peut atteindre 20 à 40 g (contre seulement 1 g dans les broyeurs à boulets ordinaires), ce qui entraîne une augmentation de l'énergie cinétique de la boule de broyage, écrasant facilement les matériaux durs à l'échelle nanométrique (tels que le carbure de silicium et la céramique).
Chemin de broyage multidimensionnel : contrairement aux broyeurs à boulets conventionnels dans lesquels les boulets de broyage suivent une trajectoire unique, les broyeurs à boulets planétaires utilisent la force centrifuge et la force de réaction de rotation pour créer un mouvement tridimensionnel complexe-, obtenant ainsi un broyage uniforme sans angles morts.
Contrôle intelligent de la température : certains broyeurs à boulets planétaires haut de gamme sont équipés d'un système de refroidissement par circulation pour empêcher la décomposition thermique des échantillons lors d'un fonctionnement prolongé (les broyeurs à boulets conventionnels sont souvent contraints de s'arrêter en raison d'une surchauffe).
ACEY-VHBM-2Lfraiseuse planétaire à billesest conçu pour un traitement polyvalent des échantillons, prenant en charge le broyage à sec, le broyage humide en suspension et le fonctionnement dans des conditions de gaz inerte. En plus d'une réduction efficace de la taille des particules, il permet un mélange et une homogénéisation minutieux des émulsions et des pâtes, ainsi qu'un alliage mécanique et une activation pour la recherche avancée sur les matériaux. Conçu pour être compact mais entièrement fonctionnel, le système garantit un fonctionnement hautement efficace et silencieux. Il constitue un outil idéal pour la préparation d'échantillons de recherche dans les laboratoires universitaires, institutionnels et industriels, avec la capacité de traiter quatre échantillons différents en un seul lot.
