一種機(jī)械化學(xué)反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種物理--化學(xué)的一般方法，特別是涉及一種具有內(nèi)部移動元 件的固定式反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)械力化學(xué)作為一門新興的邊緣學(xué)科，其理論涉及固體化學(xué)、粉體科學(xué)、機(jī)械工程 等多學(xué)科、多領(lǐng)域。機(jī)械力作用導(dǎo)致晶格松弛與結(jié)構(gòu)裂解，激發(fā)出高能電子和等離子。機(jī)械 力化學(xué)有可能進(jìn)行通常情況下熱化學(xué)所不能進(jìn)行的反應(yīng)，使固體物質(zhì)的熱化學(xué)反應(yīng)速度降 低，反應(yīng)速度加快。二是礦物顆粒因在超細(xì)粉磨過程中產(chǎn)生晶格缺陷、晶型轉(zhuǎn)變和非晶化， 以及因表面化學(xué)鍵斷裂而產(chǎn)生不飽和鍵、自由離子和電子等原因，導(dǎo)致礦物晶體內(nèi)能增高， 而且物質(zhì)內(nèi)部迅速發(fā)展的裂紋使其頂端溫度和壓力增高，最終導(dǎo)致物質(zhì)反應(yīng)的平衡常數(shù)和 反應(yīng)速度常數(shù)顯著增大。
[0003] 機(jī)械力化學(xué)，由固相參加的多相化學(xué)反應(yīng)過程，是反應(yīng)劑之間達(dá)到原子級結(jié)合、克 服反應(yīng)勢皇而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程，其特點(diǎn)是反應(yīng)劑之間有界面存在。影響反應(yīng)速度的因 素有反應(yīng)過程的自由能變化、溫度、界面特性、擴(kuò)散速度和擴(kuò)散層厚度等。粉末顆粒在高能 球磨過程中，機(jī)械力化學(xué)作用使晶格點(diǎn)陣排列部分失去周期性，形成晶格缺陷，發(fā)生晶格畸 變。粉末顆粒被強(qiáng)烈塑性變形，產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變，顆粒內(nèi)產(chǎn)生大量的缺陷，顆粒非晶化。這顯 著降低了元素的擴(kuò)散激活能，使得組元間在室溫下可顯著進(jìn)行原子或離子擴(kuò)散；顆粒不斷 冷焊、斷裂、組織細(xì)化，形成了無數(shù)的擴(kuò)散/反應(yīng)偶，同時擴(kuò)散距離也大大縮短。應(yīng)力、應(yīng)變、 缺陷和大量納米晶界、相界產(chǎn)生，使系統(tǒng)儲能很高（達(dá)十幾kj/mol)，粉末活性大大提高，甚 至誘發(fā)多相化學(xué)反應(yīng)。目前已在很多系統(tǒng)中實現(xiàn)了低溫化學(xué)反應(yīng)，成功合成出新物質(zhì)，由粉 末顆粒與磨球激烈沖擊、碰撞使粉末顆粒反復(fù)冷焊、斷裂，導(dǎo)致粉體顆粒中原子擴(kuò)散的機(jī)械 力化學(xué)工作原理的方法已經(jīng)有了商品化產(chǎn)品，彌散化鋁合金就是其中一種。
[0004] 機(jī)械力化學(xué)的動力學(xué)機(jī)理是研磨過程中機(jī)械力對物料以壓縮、沖擊、摩擦、擠壓、 剪切和延伸等做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能會形成 高溫。有文獻(xiàn)記載，Urakaec等人采用非線性彈性理論（Hertz理論）計算得出，在行星球 磨機(jī)中的機(jī)械力化學(xué)過程中可能會產(chǎn)生瞬時（KT 9~I(T8S)的高溫（1000k)，和高壓（1~ IOGPa)。Heinick等人通過控制高壓振動波實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力為13GPa、20GPa時，可分別產(chǎn) 生4X10'8X KT3的晶格變形量。球磨過程中顆粒表面受力質(zhì)點(diǎn)溫度比所測得的宏觀溫度 高得多。Ermakov等人認(rèn)為，球磨過程中顆粒表面受力質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生劇烈的塑性變形，甚至可能 產(chǎn)生熔融效應(yīng)。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能形成的高溫、高壓作用于化學(xué)過程。
[0005] 由于機(jī)械力化學(xué)是以壓縮、沖擊、摩擦、擠壓、剪切、延伸等機(jī)械能實現(xiàn)冷焊、斷裂、 組織細(xì)化，形成擴(kuò)散/反應(yīng)偶，高溫、高壓達(dá)到機(jī)械力化學(xué)過程目的的，球磨過程就必須具 有高的能量以保證足夠的沖擊力、壓縮力和摩擦力。
[0006] 在現(xiàn)有機(jī)械力化學(xué)實踐大多數(shù)采用現(xiàn)有的球磨機(jī)來完成，現(xiàn)有的球磨機(jī)工作原理 是球磨介質(zhì)碰撞能量引起物料的粉碎，碰撞是由筒體的回轉(zhuǎn)運(yùn)動引起的，球磨機(jī)的球磨介 質(zhì)通過多次不同強(qiáng)度及頻率的碰撞將能量傳遞給被粉磨的物料，然而，并非所有的碰撞都 能引起物料的粉碎，一部分能量強(qiáng)度大的碰撞，僅僅這一部分能量用于粉碎，能量強(qiáng)度小的 碰撞不足以引起物料的粉碎。
[0007]分析表明，球磨機(jī)的球磨介質(zhì)碰撞能量與球磨機(jī)球磨介質(zhì)運(yùn)動特性有關(guān)。球磨機(jī) 球磨介質(zhì)運(yùn)動分析的基礎(chǔ)，是計算球磨介質(zhì)與旋轉(zhuǎn)筒體內(nèi)壁的分離角度：
【主權(quán)項】
1. 一種機(jī)械化學(xué)反應(yīng)器，包括：機(jī)架、環(huán)形管、減速電機(jī)；所述環(huán)形管軸向設(shè)置于機(jī)架 上，所述減速電機(jī)用于驅(qū)動環(huán)形管繞其自身軸線轉(zhuǎn)動； 其特征在于：于所述環(huán)形管的外圍設(shè)置有多個歧管，該多個歧管關(guān)于環(huán)形管的軸線環(huán) 形陣列，且各歧管均與環(huán)形管相連通； 于所述環(huán)形管的環(huán)內(nèi)設(shè)置有貫穿管，該貫穿管兩端分別與環(huán)形管相連通； 所述環(huán)形管、歧管、貫穿管共同構(gòu)成了多岐環(huán)形管；所述多岐環(huán)形管內(nèi)腔填充有球磨介 質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于：所述貫穿管的中心線呈S 形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于：所述貫穿管的中心線呈L 形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于：所述多個歧管關(guān)于環(huán)形 管的軸線環(huán)形陣列角度相等。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于：所述多岐環(huán)形管內(nèi)腔填 充的球磨介質(zhì)總量為多岐環(huán)形管容量的1/3。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種機(jī)械化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于：所述球磨介質(zhì)為瑪瑙球、 鋯球或者三氧化二鋁球。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于：所述多岐環(huán)形管向前依 次同軸疊放有前側(cè)貫肋、前側(cè)轉(zhuǎn)臂、前側(cè)轉(zhuǎn)軸；所述多岐環(huán)形管向后依次疊放有后側(cè)貫肋、 后側(cè)轉(zhuǎn)臂、后側(cè)轉(zhuǎn)軸；所述前側(cè)貫肋、前側(cè)轉(zhuǎn)臂、前側(cè)轉(zhuǎn)軸、多岐環(huán)形管、后側(cè)貫肋、后側(cè)轉(zhuǎn) 臂、后側(cè)轉(zhuǎn)軸共同構(gòu)成了球磨筒；前側(cè)轉(zhuǎn)軸、后側(cè)轉(zhuǎn)軸分別與固定在機(jī)架上的軸承座軸承配 合，將球磨筒軸向固定在機(jī)架上；其中前側(cè)轉(zhuǎn)軸還向前伸出軸承座，并通過聯(lián)軸器與減速電 機(jī)的輸出軸聯(lián)接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種機(jī)械化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于：所述后側(cè)轉(zhuǎn)軸為空心轉(zhuǎn) 軸；后側(cè)轉(zhuǎn)軸的前端與多岐環(huán)形管相連通，后端伸出軸承座； 機(jī)械化學(xué)反應(yīng)器還包括一個真空機(jī)，所述真空機(jī)向外引出一個真空管；所述真空管的 自由端與所述后側(cè)轉(zhuǎn)軸的后端通過軸向連接器密封連通。
【專利摘要】本實用新型一種機(jī)械化學(xué)反應(yīng)器涉及一種物理--化學(xué)的一般方法。其目的是為了提供一種球磨介質(zhì)在球磨筒內(nèi)運(yùn)動分離角較大的機(jī)械化學(xué)反應(yīng)器，該反應(yīng)器有利于提高球磨機(jī)的壓縮、沖擊、摩擦、擠壓、剪切、延伸等機(jī)械能。本實用新型一種機(jī)械化學(xué)反應(yīng)器包括機(jī)架、環(huán)形管、減速電機(jī)；所述環(huán)形管軸向設(shè)置于機(jī)架上，所述減速電機(jī)用于驅(qū)動環(huán)形管繞其自身軸線轉(zhuǎn)動；于所述環(huán)形管的外圍設(shè)置有多個歧管，該多個歧管關(guān)于環(huán)形管的軸線環(huán)形陣列，各歧管分別沿環(huán)形管徑向設(shè)置，且各歧管均與環(huán)形管相連通；于所述環(huán)形管的環(huán)內(nèi)設(shè)置有貫穿管，該貫穿管兩端分別與環(huán)形管相連通；所述環(huán)形管、歧管、貫穿管共同構(gòu)成了多岐環(huán)形管；所述多岐環(huán)形管內(nèi)填充有球磨介質(zhì)。
【IPC分類】B02C17-10, B02C17-18
【公開號】CN204380775
【申請?zhí)枴緾N201420870428
【發(fā)明人】鄧梁
【申請人】鄧梁, 北京奧思源科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年12月31日