ПЦМ-50-Нано

Новую модель ПЦМ50-«нано» также можно назвать «механохимическим реактором», так как плотность энергии в этом аппарате может достигать 8 МВт/м3 и более. 

 

Получение нанопорошков возможно одним из следующих способов: химическое осаждение и механическое измельчение. При этом, метод получения влияет не только на стоимость порошка, но и на многие его свойства. 

Механический способ измельчения предполагает использование различных мельниц: шаровых, вибрационных, струйных, дезинтеграторов и отдельным пунктом - планетарных. Стоит помнить, что при измельчении расход энергии возрастает пропорционально площади образующийся поверхности, причём эта зависимость не линейная и при уменьшении размеров частиц меньше даже 40 мкм энергозатраты при помоле в шаровой мельнице растут просто катастрофически. При этом содержание классов крупности меньше 100 нм исчисляется единичными процентами. Таким образом получение нанопорошков в промышленных масштабах механическим способом с применением классических технологий не имеет практических перспектив как с точки зрения "разумных" энергозатрат, так и принципиальной возможности "нано-измельчения".

Данные факторы привели к тому, что сегодня стоимость нанопорошков измеряется десятками тысяч рублей за килограмм(а для ряда материалов и сотнями тысяч рублей), а средний объем партии редко превышает 10 кг. При этом проблема отнюдь не в спросе.

Эти препятствия долгие годы не позволяли на практике применять огромное множество разработок в области применения нанотехнологий. Известно, что применение нанопорошков может существенно улучшить параметры многих изделий. Применение наночастиц позволяет модернизировать краски, керамику, огнеупоры, абразивные и композитные материалы, косметологические и фармацевтические изделия, стройматериалы и др. Поэтому поиски высокоэффективного способа получения нанопорошков с помощью механического измельчения не прекращаются и ведутся во многих компаниях в мире.

Исторически известно, что в мельницах планетарного типа наноизмельчение и различные виды механохимических превращений протекают наиболее ярко и эффективно. Сдерживающими факторами развития технологии являлись периодический режим работы мельниц и сравнительно невысокий уровень энергонапряжённости установок, не превышающий 800 кВт/м3. Компания "Planetary Mills" впервые применила инженерные решения, позволившие создать надёжные ПЦМ непрерывного действия с регулируемой энергонапряжённостью работы.

ПЦМ-50-нано – это инновационная модель планетарной мельницы непрерывного действия, предназначенная для получения наноразмерных частиц. В этой мельнице сконцентрирован весь длительный исследовательский опыт работы нашей компании  и с запасом учтены пожелания учёных Российской академии наук, которые рассчитывали иметь энергонапряжённость аппарата до 4000 кВт/м3.

Надежность ПЦМ-50-нано в непрерывном режиме измельчения, а также снижение энергозатрат в 5-10 раз обеспечивают возможность массового производства и применения нанопорошков и эмульсий.

Другим важным фактором в ПЦМ 50-нано является возможность реализации сверхвысоких энергетических состояний измельчаемых материалов, при непрерывном режиме измельчения. Энергонапряжённость ПЦМ 50-нано может достигать 8000 кВт/м3 при перегрузках 60G, при этом линейные скорости мелющих шариков будут около 6 м/с.Организованное охлаждение барабанов позволит проводить измельчение на этих режимах достаточно длительное время.Малые габариты ПЦМ 50-нано дадут возможность при минимальных вложениях организовать работу установки в вакууме или в среде защитных газов.Работа с мелющими телами малого диаметра (< 1мм) позволит получать наноразмерные порошки в значительных объёмах.Мельница может работать как в мокром , так и в сухом режиме измельчения.Удобство в эксплуатации и обслуживании совместно с техническими возможностями делают ПЦМ 50-нано незаменимым инструментом для механохимических превращений. Исторический опыт работы многих групп учёных в области механоактивации различных материалов огромен и практически бесценен.Появление ПЦМ 50-нано позволит масштабировать и внедрять в производство эти многочисленные наработки. И открывает совершенно новые возможности для исследований в этой области знаний.

Надежность

Редуктор планетарных мельниц исторически является самым сложным узлом всей конструкции. При создании планетарных мельниц был сконструирован редуктор, прошедший испытания на запредельных перегрузках в 1260G, что позволяет с гордостью заявить о высочайшей надежности конструкции и предоставлять гарантию на работу редуктора - 10000 часов работы!

Широкие возможности

Плотность энергии внутри мельницы может достигать 8 МВт/м3 и этим параметром можно управлять.

За счёт этого возможно:

• увеличение поверхностной энергии продуктов помола
• возможность получения новых метастабильных фаз
• аморфизация продуктов помола
• возможность синтеза высокотемпературных соединений при низкой температуре
• возможность синтеза новых композитов из «несовместимых» материалов (пример - уголь и алюминий)

Наилучшие возможности для механоактивации и механохимии

Технология позволяет менять свойства многих измельчаемых веществ, раскрывая их новые возможности. Например, проблема утилизации гранитной пыли, являющейся отходом, получаемым при изготовлении гранитного щебня и песка, может быть решена путем механоактивации. При механической активации гранитной пыли можно добиться повышения её активности до уровня летучей золы. Это позволяет использовать гранитную пыль в качестве наполнителя при производстве бетона и экономить до 25% цемента без снижения прочности бетона.

Энергозатраты на механоактивацию при помощи «стиритерной» мельницы составят около 2500 КВт/тонну. Такие расходы делают весь процесс абсолютно нерентабельным. Если же решать данную задачу с применением ПЦМ энергозатраты составят не более 130 КВт/тонну при энергонапряженности до 2000 КВт/м3.

Другой пример: аморфизация кварца в шаровой мельнице происходит в течении 1000 часов в периодическом режиме. В мельнице ПЦМ-50-нано, этот эффект достигается за один час.