CN102166540B - 一种可施加磁场的球磨罐 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可施加磁场的新型球磨罐，属于粉体的球磨和化学合成技术领域。其特种在于，球磨罐的上盖和底部设计有空腔，上盖顶部和罐底有可旋紧可取下的活动外盖，以在空腔内安装和更换永磁体。并通过更换磁铁及调整上下永磁体南北磁极的位置得到有磁场大小不同和磁力线分布状况各异的磁场。能较方便的在磁场下进行各种粉体的合成和粉碎，研究磁场对合成和粉碎过程的作用。尤其对于铁氧体等磁性材料的合成和粉碎，磁场强度和磁力线的分布方式可变，可获得特殊形状的纳米颗粒，可望开发出一些新的应用。采用这种的合成方法简单有效，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及到球磨和化学合成技术领域，特别涉及材料的球磨和合成工艺中一种可施加磁场的新型球磨罐。
背景技术
铁氧体一般是指铁元素和其他一种或多种金属元素的复合氧化物。按其晶体结构类型，可分为尖晶石型、石榴石型、等七类铁氧体。铁氧体是一类半导体磁性材料，相比金属磁性材料，铁氧体具有电阻率高的显著特点，因而在实际生活中有广泛的应用。如：在交变磁场中涡流损耗非常小，可以作为高频无线电线路里的磁芯；趋肤效应小，因而在微波频段下电磁波也能通过铁氧体，在微波吸收领域有广泛的应用，旋磁性应用成为铁氧体独占的领域。由于电阻率高，涡流小，因此适用于在高频电磁场中充当永磁体；此外，高电阻率能降低磁记录的磁头损耗，改善高频响音特性。在众多含有不同元素的铁氧体中，钡铁氧体的原料便宜、化学稳定性优异，具有较高的矫顽力和磁能积、单轴磁晶各向异性等优点，广泛用作永磁材料、毫米波段微波材料、微波吸收材料、磁记录材料等。钴铁氧体也具有高的饱和磁化强度和剩余磁化强度度、大的矫顽力以及良好的力学性能和化学稳定性，因此在磁记录、传感器件及磁流体等领域应用很广泛。
铁氧体的合成方法主要有固相法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法、自蔓延燃烧合成法以及机械化学合成法等。其中固相法是最为传统的制备方法，但是由于原料的烧结活性不高、混合的均匀性差、产品性能较低，因而人们一直在发明新的方法来制备性能更好，更能满足生产生活需要的产品，因此溶胶-凝胶法、有机树脂法、共沉淀法、微乳液法等合成方法应运而生，这些方法能得到性能较高的产品，但由于其制造成本高、设备复杂等原因而难以实现大规模生产。机械化学合成法是一种通过高能球磨的作用使不同金属元素相互作用形成纳米化合物的方法。由于球磨过程中，粉末颗粒发生强烈塑性变形，颗粒产生的应力和应变在颗粒内产生了大量缺陷，显著降低了元素的扩散激活能，使得组元之间在室温下就可能显著进行原子或离子扩散。机械化学合成法可以使材料远离平衡状态，从而获得其它技术难以获得的特殊组织、结构，扩大了材料的性能范围，且材料的 组织、结构可控。
近年来已经有一些工作致力于在强电场下进行铁电材料的合成，以得到一些具有特殊形态的粉料，或者希望在电场的作用下合成的粉体能够体现出一些与常规条件下得到的粉体的不同的性能。相应的，在一定磁场的作用下，也有可能合成具有特殊形态或性质的粉体，有研究者在强磁场的作用下用共沉淀法合成了具有针状形貌的钴铁氧体颗粒。然而如前所述，共沉淀法是成本较高不太利于大规模生产的合成方法，强磁场反应腔的提供也有比较高的难度和成本，往往需要用到液氮冷却的超导线圈来实现，且在内部操作也有一定的难度。此外，由线圈得到的磁场的磁力线分布也难以改变。如果能将磁场应用到机械化学合成法中，不用高成本的超导强磁场，可以节约成本，简化操作步骤。
即使对于非磁性的材料，在磁场的作用下进行球磨和合成，能够体现出什么样的作用和结果，对最终样品的性质能够产生什么样的影响也是一个让人感兴趣的课题，目前还缺少***和深入的探讨。
发明内容
本发明涉及一种可施加磁场的球磨罐，其特征在于：所述球磨罐包括上盖3、罐体4，位于所述上盖顶部的活动外盖1、以及位于所述罐体底部的活动外盖2，所述位于上盖顶部的活动外盖1和所述球磨罐的上盖3一起形成用于安置永磁体的空腔5，所述位于罐体底部的活动外盖2和所述罐体4的底部一起形成用于安置永磁体的空腔6，所述上盖3和所述罐体4一起形成罐体球磨空间7，上盖3的顶部和罐体4的底部分别安装能够旋紧或取下的活动外盖2，3，以用于在空腔内安装、固定和更换永磁体；通过改变永磁体的种类及永磁体南北磁极的上下位置，可以得到所需的具有不同大小和不同磁力线分布状况的磁场。
在上述球磨罐中，所述球磨罐的材质为尼龙或者聚四氟乙烯塑料，施加磁场所用的永磁体为钕铁硼或者铁氧体永磁材料。
本发明的有益效果是实现了在磁场下进行铁氧体等磁性材料的合成，相比其他常见的合成方法，优势在于便于施加磁场，磁场强度和磁力线的分布方式可变，磁场的作用不会受到球磨过程中球磨罐的位置的影响。而且所采用的合成方法简单有效，成本较低。
附图说明
图1为可施加磁场的新型球磨罐的结构示意图。
具体实施方式
本发明为一种可提供磁场的新型球磨罐，图1所示为可施加磁场的新型球
磨罐的结构示意图。其中：
1-球磨罐盖顶的活动外盖，
2-球磨罐盖底部的活动外盖，
3-上盖，
4-罐体，
5-上盖中安置永磁体的空腔，
6-罐体底部安置永磁体的空腔，
7-罐体球磨空间。
球磨罐外形与普通球磨罐类似，其顶部和底部厚度相比普通球磨罐较厚，以留出放置永磁体的空间。(1)和(2)为球磨罐盖顶和底部的可旋紧或拆卸的活动外盖，分别与上盖(3)顶部和罐体(4)底部的空腔(5)、(6)组成可用来安置及固定永磁体的结构。下面以球磨过程来对本发明进行进一步的说明。
1、将一块永磁体放入球磨罐底部的空腔(6)中，将底部的活动外盖(2)旋紧，将永磁体在底部空腔(6)中安置好。
2、按照正常所需步骤将陶瓷粉料或反应原料、分散剂、球磨介质放入球磨罐的罐体球磨空间(7)中。
3、将另一块与底部所放永磁体相同的磁铁放入顶部空腔(5)中，将外盖(1)旋紧。注意按照实验需求将磁铁的磁极以合适的位置安放。
4、将装好永磁体的上盖(3)安置在球磨罐罐体(4)上，旋紧，放入球磨机中进行球磨。与正常球磨罐的使用类似。
Claims (2)
1.一种可施加磁场的球磨罐，其特征在于：所述球磨罐包括上盖(3)、罐体(4)，位于所述上盖顶部的活动外盖(1)、以及位于所述罐体底部的活动外盖(2)，所述位于上盖顶部的活动外盖(1)和所述球磨罐的上盖(3)一起形成用于安置永磁体的空腔(5)，所述位于罐体底部的活动外盖(2)和所述罐体(4)的底部一起形成用于安置永磁体的空腔(6)，所述上盖(3)和所述罐体(4)一起形成罐体球磨空间(7)，上盖(3)的顶部和罐体(4)的底部分别安装能够旋紧或取下的活动外盖(2，3)，以用于在空腔内安装、固定和更换永磁体；通过改变永磁体的种类及永磁体南北磁极的上下位置，可以得到所需的具有不同大小和不同磁力线分布状况的磁场。
2.根据权利要求1所述的球磨罐，其特征在于：所述球磨罐的材质为尼龙或者聚四氟乙烯塑料，施加磁场所用的永磁体为钕铁硼或者铁氧体永磁材料。
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