مطحنة الكرات المحرّكة الخفيفة للمختبر

مطاحن الكرات الكوكبية أو مختبر مطحنة الكرات الكوكبية تُستخدم هذه المطاحن في عمليات الخلط، والخلط الميكانيكي، وتقليل حجم الجسيمات. فهي توفر طاقة تفتيت عالية ووقت طحن قصير نسبيًا. وإذا كان حجم الجسيمات المطلوبة أقل من 0.1 ميكرون، فإن هذه المطاحن فعالة أيضًا في طحن المواد الصلبة بدقة. كما يمكن استخدامها لطحن البوليمرات والسبائك والمحفزات. وتُعد مطحنة الكرات الكوكبية أداة مثالية لتجانس المستحلبات أيضًا.

في السنوات الأخيرة، بدأ استخدام مطاحن الكرات الكوكبية في العمليات الميكانيكية الكيميائية. في هذه الدراسة، نُبين إمكانية تصنيع محفزات نانوية غير متجانسة من نوع سونو-فنتون من معدن المارتيت الطبيعي باستخدام مطاحن الكرات الكوكبية. بالإضافة إلى ذلك، نقوم بتقييم تأثير الطحن الكروي على مسحوق كربيد السيليكون. وقد حددنا حجم البلورات والتركيب الطوري للعينة باستخدام تقنية حيود الأشعة السينية. ووجدنا أن العينات المُصنعة باستخدام الطحن الكروي الكوكبي عالي الطاقة تُظهر أداءً تحفيزيًا أعلى من العينات المُصنعة باستخدام الطحن الكروي منخفض الطاقة.

لاحظنا أيضاً أن مؤشر التبلور يُعدّ عاملاً حاسماً في فعالية المعالجة. فقد ارتبط ارتفاع إنتاجية الجلوكوز بشكل ملحوظ بارتفاع مؤشر التبلور. وفي الوقت نفسه، تبيّن أن مؤشر التبلور ينخفض ​​مع زيادة مدة الطحن الكروي. ونتيجةً لذلك، قد تكون مدة الطحن الكروي متغيراً مفيداً للتحكم في حالة أكسدة مسحوق ثاني أكسيد السيليكون.

بحثنا أيضًا في كيفية تأثر تفاعل عدم تناسب SiO بالطحن الكروي عالي الطاقة. في البداية، استخدمنا Y2O3 وBa2CO3 وCuO النقية تجاريًا لتحضير مسحوق YBCO الأولي. ثم استخدمنا مطحنة كروية كوكبية لطحن YBCO بعد تلدينه عند 950 درجة مئوية. بعد ذلك، قمنا بتقييمه كقطب موجب في بطارية الليثيوم. لاحظنا خلال التجربة أنه مع زيادة مدة الطحن الكروي، انخفض حجم جزيئات الكتلة الحيوية لنخيل الزيت بشكل ملحوظ. حدث هذا نتيجة لتلوث الكرات بمواد الهكسان وBi2212. ولكن تم حل هذه المشكلة بغمر القارورة في الملح المنصهر.

بالإضافة إلى ذلك، تم تصنيع سبيكة YBa2Cu3Oy ودُرست مقاومتها المغناطيسية. كما أجرينا تحليلاً دقيقاً لبنيتها المجهرية. وأخيراً، قمنا بتقييم مردود عملية التخليق. علاوة على ذلك، درسنا تأثير حجم وسرعة دوران أوعية الطحن على التفاعل. ونتيجة لذلك، حددنا ظروف الطحن المثلى.

تمكّنا بفضل ذلك من إنتاج جزيئات متناهية الصغر يصل حجمها إلى 0.1 ميكرون. استخدمنا وعاءين مختلفي الشكل لتحقيق ذلك، وكان أكبرهما وعاء طحن. سمحت مساحة سطحه الأكبر بتحقيق التفاوت المطلوب في حجم الجزيئات. إضافةً إلى ذلك، منع الوعاء الداخلي المصنوع من أكسيد الزركونيوم تفاعل المسحوق مع الوعاء، مما حسّن مقاومة الوعاء الداخلي للتآكل.

تُوفر مطاحن الكرات الكوكبية طاقة طحن عالية بفضل قوى الطرد المركزي الهائلة. وتُطلق هذه القوى طاقات ديناميكية عالية، بالإضافة إلى قوى الاحتكاك والصدم الناتجة عنها. ننصح باستخدام أوعية ثقيلة لتحسين مقاومة التآكل، لأن عملية الطحن تُولد كميات كبيرة من قوى الاحتكاك والصدم. كما أن استخدام السائل المناسب لهذه العملية أمر بالغ الأهمية.