特大型振动磨应用于超纯纳米颗粒制造和分散

微米颗粒的机械粉碎取决于材料的力学性能，破碎断裂产生碎片取 决于颗粒的尺寸，低于一定的尺寸，产生破碎的可能性非常小以至于不可能发生。低于一定的颗粒尺寸，如几微米的碳酸钙和大约一个微米的 石英，肉眼可见的脆性材料变成可延伸材料，低于这个尺寸磨矿变得非 常困难。为进行粉碎材料的强度和能耗均有增加，这些高能耗可使冲击的球压缩物料，使可延伸材料粒度减少发生，但被磨成的碎片在磨介强 大冲击下又重新冷团聚颗粒，因此被压缩颗粒变形或形成大的团聚，但 没有被粉碎，这种冷团聚是机械粉碎极限颗粒的主要原因。

低温干法磨已是成熟的粉磨软物料的方法，如医药、塑料和食品， 这是无脆性物料在低温实现的，因此对细颗粒改变了物料的延伸性，获 得了细产品。但此办法不能进行软物料的纳米研磨，未来的方法是在干 法介质磨中添加固体添加剂，在干磨加工中添加固体是很多年大家熟知 的方法，如粉磨有机颜料和干式润滑剂。粉磨氧化锌时利用氯化钠和行 星磨，通过研磨后氯化钠被溶解和干燥，采用此方法粉磨氧化锌，一种 相对软的物料（莫氏硬度为4)获得小于100nm颗粒。

在采用干冰球作研磨添加剂时，在一定温度下被蒸发排入大气，没 有停留在粉体内，对粉体没有污染，如图8-5所示，添加干冰球的目的 是增加磨介的密度，由于水的密度小，对物料的研磨力不够，难以达到 高效率，而二氧化碳球的密度比水冰球高，利用干冰减少物料的冷团 聚，从而获得纳米颗粒，图8-6所示为利用干冰球粉磨硫磺。

另外一个更有效减少纳米粉磨污染的办法是前面提到的低温下水冰 球法，利用冷冻干燥，采用此方法不用考虑粉磨介质的残留问题，如果 产品是水的悬浮液，那么研磨介质和磨损的研磨介质可通过加温变成悬 浮液成分。被磨物料可以减少由于水冰球作磨介的介质污染。图8-7所 示为利用水冰球对硫磺的研磨，细度优于干冰球。

利用此方法没有颗粒的冷团聚现象，因此可进行纳米颗粒的粉磨和 分散，对分散来说，一般颗粒均为团聚的假颗粒，其颗粒间的联结强度 比软颗粒还小，利用莫氏硬度为6的水冰球，强度已不是问题，因此可 用于所有硬度的材料都可采用此方法来处理，如纳米氧化铝、纳米氧化 硅、纳米氮化硅、纳米碳化硅、纳米稀土材料、纳米氧化锌、纳米氧化钛、纳米金属粉、纳米合金粉等。