CN104549658A - 冷场等离子体放电辅助高能球磨粉体的应用方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种冷场等离子体放电辅助高能球磨粉体的应用方法和应用该冷场等离子体高能球磨粉体方法的等离子辅助高能球磨装置。本发明利用介质阻挡放电产生等离子体，将介质阻挡放电电极棒引入到高速振动的球磨罐中，一方面要求电极棒外层的固体绝缘介质能够同时承受高压放电和磨球的机械冲击破坏，另一方面要求高速震动的球磨装置可以使粉末处理效果均匀，它基于普通球磨技术的基础上，将放电空间气压设置为102～106Pa左右的气压下的非热平衡放电状态，通过引入放电等离子体对所处理的粉体输入另一种有效能量，促使待处理粉体在机械应力效应和外加电场的热效应共同作用下，加速粉体的细化和促进合金化进程，从而极大提高了球磨机的加工效率和作用效果。

Description

冷场等离子体放电辅助高能球磨粉体的应用方法及装置
技术领域
本发明属于机械制造与粉末冶金技术领域，涉及一种高能球磨装置，具体涉及一种冷场等离子体辅助高能球磨机装置及其制备硬质合金、锂离子电池、储氢合金粉末材料的应用。
背景技术
普通高能球磨制备合金粉末的方法是目前纳微米材料制备及机械合金化最常用的技术之一，一般是利用高能球磨机转动或振动把金属或合金粉末细化到纳微米尺度，即：将两种或两种以上粉末同时放入高能球磨机的球磨罐中进行球磨，粉末颗磨粒经压延，压合，碾碎，再压合的反复过程(即冷焊-粉碎-冷焊的反复进行)，可以使粉末晶粒及颗粒尺寸不断细化，最后可以获得组织和成分分布均匀的纳微米超细合金粉末。通常高能球磨机只是单纯通过转动或振动球磨罐，利用球磨罐中磨球的机械能来处理粉末，也就是仅有机械应力场促成粉末发生作用。然而，目前的机械合金化的应用主要集中在行星式和搅拌式球磨机方面，这种机械合金化存在能耗大、效率低等缺点。
等离子体发生器一般在在负压(真空)下，给反应气体环境施加高频电场，气体在高频电场的激励下电离，产生等离子体。这些离子的活性很高，其能量足以破坏几乎所有的化学键，在任何暴露的材料表面引起化学反应，从而使材料表面的结构、成分和基团发生变化，得到满足实际要求的表面。同时，等离子体反应速度快、处理效率高，而且改性仅发生在材料表面，对材料内部本体材料的性能没有影响，是理想的表面改性手段。等离子体表面改性已经广泛应用于薄膜状、块状和颗粒状等形状的材料中，而且不同形状的材料必须采用不同的等离子体处理方式，如薄膜状物料(包括薄膜、织物、无纺布、丝网等)，由于其可以成卷包装，因此可以采用卷对卷式批量处理；块状物料由于可以逐个摆放，因此适用于多层平板电极处理。而等离子体在处理粉末颗粒方面的应用较少，特别是将等离子体引入到高能球磨机装置中的难度更大。这主要归因于两个方面：一是由于粉体堆积，微粒间的团聚，使得没有暴露在等离子体气氛中的微粒表面得不到处理，难以实现微粒全部处理，导致微粒处理不完全、不均匀，处理效果差；二是高能球磨罐中磨球的高速碰撞及高压放电的共同作用对放电电极的破坏严重，电极在球磨罐中寿命很短。因此，亟需一种有效的等离子体辅助高能球磨处理粉体材料的装置。
CN 1718282 A公开了一种等离子体辅助高能球磨方法，它主要介绍了在普通球磨机基础上如何改进和实现等离子体放电辅助球磨的效果，但对于球磨机主机的具体构造、放电球磨罐的结构设计，特别是介质阻挡放电电极棒的选材和设计未做进一步公开。而实际上，等离子体辅助高能球磨机在外加等离子体电源、放电球磨罐和介质阻挡放电电极棒等方面存在各种技术难题，特别是电极棒引入球磨罐的过程中，存在相互配合、局部高强度击穿放电以及等离子体放电强度控制等问题，而电极棒自身有受限于材料和结构所带来的各种影响寿命的问题，都是上述发明专利未解决的。
CN 101239334 A和CN1011239336 A分别公开了一种等离子体辅助高能滚筒球磨装置和一种等离子体辅助搅拌球磨装置，它主要是在传统滚筒和搅拌球磨机上改装而成的，但是这种两种球磨机机械能较小，球磨效率低，不但难以实现长范围球磨能量的调节，而且不适用于等离子体辅助下的高效率细化效果。而振动式球磨装置可以同时通过激振块的振幅和球磨机转速两个方面共同实现球磨能量的长范围调节。
CN 101239335 A公开了一种等离子体辅助高能行星球磨装置，它是在传统行星球磨机基础上，在行星运转的球磨罐中加入外接有等离子体电源的电极棒，来提高行星球磨机的球磨效率。但是由于行星球磨机要实现球磨罐的自转和公转，球磨罐中所引入的电极极不稳定；此外，安装在球磨罐中的电极棒对磨球的碰撞产生严重的阻碍作用，对行星式结构的球磨优势产生阻碍作用。
CN 102500451 A和CN 202398398 U公开了一种辅助球磨介质阻挡放电电极棒，它是在管状导电电极层上套设管状聚四氟乙烯阻挡介质层，两管之间摒除了螺纹配合；并且这种电极棒只能应用与两端都是通孔的球磨罐上。在实际加工装配过程中，这种配合始终不能避免残留空气在放电过程中对电极棒的损害，其电极棒的实际寿命无法进行大幅度提高。
US 6126097和US 6334583公开了一种行星球式高能球磨装置和制备纳米粉末的方法，介绍了一种普通行星式球磨机的结构及其在纳米粉末制备方面的应用，但该发明专利仅局限于行星式球磨机领域，而且并不涉及外加等离子体电场的应用。
发明内容
本发明目的是在于克服机械合金化能耗大、效率低、污染重的缺点，利用介质阻挡放电(dielectric barrier discharge，简称DBD)作为产生等离子体的一种备受关注独特放电形式，将介质阻挡放电电极棒引入到高速振动的球磨罐中，一方面要求电极棒外层的固体绝缘介质能够同时承受高压放电和磨球的机械冲击破坏，另一方面要求高速振动的球磨装置可以使粉末处理效果均匀，提供了一种有效改善材料机械合金化效率的新型高能球磨装置及其制备硬质合金、锂离子电池、储氢合金粉末材料的应用方法。它基于普通球磨技术的基础上，通过引入放电等离子体对所处理的粉体输入另一种有效能量，促使待处理粉体在机械应力效应和外加电场放电产生等离子体共同作用下，加速粉体的细化和促进合金化进程，从而极大提高了球磨机的加工效率和作用效果。
本发明提供了一种冷场等离子体放电辅助高能球磨粉体的应用方法，该冷场等离子体高能球磨粉体的应用方法是：首先是使用外加冷场等离子体电源向等离子辅助高能球磨装置的放电球磨罐输入的不同的电压和电流，再通过可控制气氛***对球磨罐内部气氛(气体类型和气压)进行控制调整，然后让放电球磨罐中的放电电极棒产生可控强度的电晕或者辉光放电现象，从而实现对放电球磨罐内的被加工粉体实施等离子体场高能球磨、辅助机械合金化的过程。
本发明还提供了应用冷场等离子体高能球磨粉体方法的等离子辅助高能球磨装置，该等离子辅助高能球磨装置包括振动式高能球磨主机、外加冷场等离子体电源、放电球磨罐、放电电极棒、可控制气氛***和冷却***六个组成部分，所述的振动式高能球磨主机的结构为振动磨形式；
所述的放电球磨罐包括连接筒体、前盖板、后盖板，与放电球磨罐连接的等离子体电源负极接地极；
所述放电电极棒为圆柱形棒状，由其内部铁(铜)材料的导电电芯和聚四氟乙烯材料的绝缘外层共同组成；所述内部导电电芯与等离子体电源正极高压极相连，作为等离子体放电的一个极，绝缘外层作为放电的介质阻挡层存在。
本发明所述的一种等离子辅助高能球磨装置，其特征还在于：
所述的振动式高能球磨主机的结构或为偏心振动磨的形式。
所述的外加冷场等离子体电源2采用AC-DC-AC变换方式的高压交流电源，将市电变为高频电流，其中DC-AC的变换采用调频控制方式，工作频率范围在1～20kHz可调，电源输出电压范围在1～30kV之间。所述圆柱形棒状放电电极棒的绝缘外层，或为高纯度氧化铝陶瓷材料。
所述放电电极棒内部铁(铜)材料的导电电芯紧固端与聚四氟乙烯材料的绝缘外层使用螺纹配合，放电端采用光杆结构与绝缘外层配合，在导电电芯与绝缘外层的配合间隙中充填有耐热胶，且导电电芯顶部以球面结构与绝缘外层介质相配合；
与所述内部铁(铜)材料的导电电芯共同组成放电电极棒高纯度氧化铝陶瓷材料的绝缘外层，采用直接沉积方式或微弧氧化方式成形；
所述高纯度氧化铝陶瓷材料的绝缘外层的放电电极棒，或套有一个带网孔的金属套筒。
所述可控制气氛***安装在放电球磨罐罐体进出气孔的上方，能在不同气压下和氩气、氮、氨、氢、氧各类气氛中，实现等离子体对被加工粉体的球磨效果实施独立调控。所述放电球磨罐的筒体两端法兰通过密封环、螺栓分别与前盖板、后盖板密封连接，前盖板、后盖板的中心位置分别设有用来固定放电电极棒的通孔和盲孔。
所述放电球磨罐的前盖板的通孔内嵌不锈钢套筒和密封橡胶圈，所述后盖板内侧面的盲孔内嵌有不锈钢套垫。
所述放电球磨罐的前盖板外端面装有真空气阀。
本发明冷场等离子体放电辅助高能球磨粉体的应用方法，利用介质阻挡放电作为等离子体，将介质覆盖在放电空间放置的电极上，当在放电电极上施加足够高的交流电压时，形成介质阻挡放电击穿电极间的气体，或形成很均匀、散漫、稳定，和貌似低气压下的辉光放电，构成由大量细微的快脉冲放电通道的一种独特放电形式。将介质阻挡放电电极棒引入到高速振动的球磨罐中，一方面要求电极棒外层的固体绝缘介质能够同时承受高压放电和磨球的机械冲击破坏，另一方面要求高速震动的球磨装置可以使粉末处理效果均匀，提供了一种有效改善材料机械合金化效率的新型高能球磨装置及其制备硬质合金、锂离子电池、储氢合金粉末材料的应用方法。它基于普通球磨技术的基础上，将放电空间气压设置为102～106Pa左右气压下的非热平衡放电状态，通过引入放电等离子体对所处理的粉体输入另一种有效能量，促使待处理粉体在机械应力效应和外加放电等离子体共同作用下，加速粉体的细化和促进合金化进程，从而极大提高了球磨机的加工效率和作用效果。
由于本发明介质阻挡放电等离子体具有以下独特的优势，当考虑在高能球磨中引入等离子体时，介质阻挡放电等离子体显然就是一个较佳的选择：
首先，介质阻挡放电等离子体能够在常压下发生，满足球磨需要在一定压力的保护气氛下进行的条件；
其次，介质阻挡放电由于介质层抑制了微放电的无限增强，使得介质阻挡放电不会转化成火花放电或弧光放电，确保等离子体不是对材料破坏力强的热等离子体，从而可以避免球磨体系的烧损；
其三，介质阻挡放电可以在介质层表面均匀铺开，使球磨粉体能均匀接受介质阻挡放电等离子体的作用；
最后，在一定条件下，介质阻挡放电能够产生准辉光或辉光放电，从而可以实现在反应气氛中高效球磨，促使待处理粉体在机械应力效应和外加放电等离子体共同作用下，加速粉体的细化和促进合金化进程，从而极大提高了球磨机的加工效率和作用效果。
附图说明
图1a、图1b是本发明球磨过程中的静止状态和球磨状态介质阻挡放电等离子体照片；
图2是本发明等离子辅助高能球磨装置结构示意图；
图3a和图3b是本发明振动式球磨机双筒磨主机和偏心磨主机结构示意图；
图4是本发明等离子辅助高能球磨装置放电球磨罐结构示意图；
图5是本发明放电电极棒结构示意图；
图6是本发明放电球磨罐与装有金属套筒放电电极棒安装示意图；
图7是本发明放电球磨罐与放电电极棒安装结构示意图；
图8是本发明可控制气氛***与放电球磨罐安装结构示意图；
图9是本发明不同球磨时间得到的W-C-10Co粉末(BPR＝50:1)的XRD图谱；
图10是本发明DBDP球磨3h的W-C-10Co粉末加热扫描DSC曲线；
图11a、图11b是本发明DBDP辅助高能球磨3h后的W-C-10Co-1.2VC混合粉末的扫描电镜形貌图片。
图中，1.振动式高能球磨主机，2.外加冷场等离子体电源，3.放电球磨罐，4.放电电极棒，5.可控制气氛***，6.冷却***，7.磨球，31.筒体，32.前盖板，33.后盖板，34.等离子体电源接地极，35.等离子体电源高压极，36.罐体进出气孔，41.导电电芯，42.绝缘外层，311.法兰，312.密封环，313.螺栓，321.通孔，322.不锈钢套筒，323.密封橡胶圈，324.真空气阀，325.聚四氟乙烯板，326.陶瓷板，331.盲孔，332.不锈钢套垫，333.聚四氟乙烯板、334.陶瓷板，411.紧固端，412.放电端，413.球面结构，421.金属套筒，51.减压阀，52.流量计，56.卸荷阀，541.球阀，542.球阀，551.过滤器，552.过滤器，571.金属软管，572.金属软管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明冷场等离子体放电辅助高能球磨粉体的应用方法，首先是使用外加冷场等离子体电源向等离子辅助高能球磨装置的放电球磨罐输入的不同的电压和电流，再通过可控制气氛***对球磨罐内部气氛(气体类型和气压)进行控制调整，然后让放电球磨罐中的放电电极棒产生可控强度的电晕或者辉光放电现象，从而实现对放电球磨罐内的被加工粉体实施等离子体场高能球磨、辅助机械合金化的过程。其的原理是：从能量输入的角度出发，将原球磨过程中单一的机械能与等离子体有机复合起来，加大对处理粉末的有效能量输入，对粉末进行复合处理。等离子体产生的高能粒子轰击球磨粉体，将能量以热能的形式传递给球磨粉体，使球磨粉体在瞬间有极高的温度上升，从而导致粉体局部融化甚至气化，产生所谓的“热爆”效应，等离子体放电球磨的“热爆”效应与金属材料的热学性能有关，金属的熔点和沸点越高，导热系数、比热、溶解气化热越大，越难诱发“电热爆”。介质阻挡放电辅助高能球磨装置主要是利用等离子体带来的两个显著效应：热效应和激励效应。结合高能球磨中粉体细化和机械合金化两方面考虑，把等离子体引入到高能球磨中可以对改进机械合金化技术产生很大的作用。
首先是在粉体细化方面。冷场等离子体中的电子温度极高，但其整体宏观温度却不高，可以控制在金属相变点以下乃至室温，这样它既可以实现瞬时微区快速加热，诱发热应力，促进粉体破碎，而又不会损伤工件和球磨体系；同时，把球磨罐作为等离子体反应器产生的温度梯度非常大，粉体在等离子体作用下被急剧加热到极高的温度，而相对低温的磨球马上又使得粉体快速淬冷，这样非常有利于超微颗粒合成，也非常容易获得高的过饱和度；更重要的是等离子体由纯净气体电离而产生，故热源纯净、清洁，不会像化学火焰含有未燃烧完全的碳黑及其它杂质，这一点对制备高纯度粉体是很重要的。
其次是在机械合金化方面。由于等离子体的热效应，原子扩散能力必将比普通球磨中更强，有利球磨相变；更主要的是等离子体带来的激励效应：等离子体是处于高度电离状态的活性气态物质，它在反应腔内激励产生大量的离子、电子、激发态的原子和分子、自由基等，自身能为化学反应提供极活泼的活性粒子；并且等离子体能够利用电场传递的能量，轰击溅射物质表面，从而改变物质的性质和化学反应活性，使得被球磨的粉体活性增强，在磨球的撞击搅拌作用下促进粉体合金化反应的进行。也就是说，通过引入等离子体，能够实现在接近室温的条件下，使原本普通球磨过程中需要极长时间才能发生的合金化反应变得容易进行。
图1a、图1b是本发明球磨过程中的介质阻挡放电等离子体照片。
本发明的等离子辅助高能球磨装置，如图2所示，包括振动式高能球磨主机1、外加冷场等离子体电源2、放电球磨罐3、放电电极棒4、可控制气氛***5和冷却***6六个组成部分，如本发明图3a所示的实施例，振动式高能球磨主机1双筒振动磨的结构形式，它也可采用如图3b所示的偏心振动磨的形式。
如图4所示，本发明的放电球磨罐3包括连接筒体31、前盖板32、后盖板33，与放电球磨罐3连接的等离子体电源负极34；本发明的放电电极棒4为圆柱形棒状，由其内部铁(铜)材料的导电电芯41和聚四氟乙烯材料的绝缘外层42共同组成；所述内部导电电芯41与等离子体电源正极35相连，作为等离子体放电的一个极，绝缘外层42作为放电的介质阻挡层存在。
如图5所示，放电电极棒4内部铁(铜)材料的导电电芯41紧固端411与聚四氟乙烯材料的绝缘外层42使用螺纹配合，放电端412采用光杆结构与绝缘外层42配合，在导电电芯41与绝缘外层42的配合间隙中充填有耐热胶，且导电电芯41顶部以球面结构413与绝缘外层42介质相配合；与所述内部铁(铜)材料的导电电芯41共同组成放电电极棒4高纯度氧化铝陶瓷材料的绝缘外层42采用直接沉积方式或微弧氧化方式成形。
本发明的圆柱形棒状放电电极棒4的绝缘外层42，或为高纯度氧化铝陶瓷材料，若采用高纯度氧化铝陶瓷材料的绝缘外层42的放电电极棒4，在绝缘外层42的外部套有一个带网孔的金属套筒421，如图6所示。
本发明的离子辅助高能球磨装置的外加冷场等离子体电源2采用AC-DC-AC变换方式的高压交流电源，通过它将市电变为高频电流，其中DC-AC的变换采用调频控制方式，工作频率范围在1～20kHz可调，电源输出电压范围在1～30kV之间。
如图7所示，本发明的放电球磨罐3的筒体31两端法兰311通过密封环312、螺栓313分别与前盖板32、后盖板33密封连接，前盖板32、后盖板33的中心位置分别设有用来固定放电电极棒4的前盖板32的通孔321内嵌不锈钢套筒322和密封橡胶圈323，后盖板33内侧面的盲孔331内嵌有不锈钢套垫332；放电球磨罐3的前盖板32外端面装有不锈钢材料的真空气阀324。
本发明的等离子辅助高能球磨机如图8所示，可控制气氛***5安装在放电球磨罐3罐体进出气孔36的上方，能在不同气压下和氩气、氮、氨、氢、氧各类气氛中，实现等离子体对被加工粉体的球磨效果实施独立调控。
本发明装置通过以下步骤进行操作：
(1)在球磨罐中装入磨球和待处理的粉末，并将介质阻挡放电电极棒安装在球磨罐的中心位置，使电极棒与磨球和待处理粉末接触，然后使用球磨罐的端盖进行密封和固定；
(2)通过真空阀对密封好的球磨罐抽真空至负压，然后再通过真空阀通入所需的放电气体介质，如：氩气、氮气、氩气、甲烷或氧气等。其中，通入气体压力可全程控制在0.01～1MPa范围；
(3)将球磨罐罐体和电极棒导电芯分别与等离子体电源的正负两级相连，其中，电极棒导电芯连接等离子体电源的正极，球磨罐罐体连接等离子体电源的负极；
(4)接通等离子体的电源，根据放电气体介质及其压力调节等离子体电源的放电参数电压为3～30KV，频率为5～40KHz，形成电场，并启动球磨机。随着球磨机的振动频率或转速的变化，从而改变电极棒与球磨罐内磨球的相对位置，进行电晕放电或辉光放电等离子体辅助高能球磨。其中，电晕等离子体主要运用与辅助粉末细化，而辉光放电等离子体主要运用与辅助机械合金化。
本发明相对于现有技术，在放电球磨罐、介质阻挡放电电极棒和气氛控制***等方面的设计，具有独特的结构和优势。
本发明的放电球磨罐包括筒体、前盖板(双层)、后盖板(双层)，球磨罐接等离子体电源的负极，套筒和磨球二者导通，可以整体看作为等离子体放电的一个极；其中前盖板和后盖板分别包括聚四氟乙烯层和陶瓷层；球磨罐筒体由不锈钢外壳内衬硬质合金层制成，为可导电体，所述的前、后盖板均采用双层的聚四氟乙烯、有机玻璃和陶瓷板等绝缘材料共同制成，如聚四氟乙烯和陶瓷板结合时，前者作为内层防止磨球击碎，后者作为外层增强盖板强度；筒体两端的法兰通过密封环、8根以上的螺栓分别与前盖板、后盖板密封连接，前盖板、后盖板的中心位置分别设置通孔和盲孔用来固定电极棒；
前盖板的通孔内嵌不锈钢内环和密封橡胶圈，后盖板内侧面的盲孔也内嵌有金属套筒，所述内嵌结构有效避免电极棒尖端放电对前、后盖板的损害；
前盖板的上设置有不锈钢材料制成的真空气阀，便于对球磨罐内的真空度进行控制；
等离子体辅助球磨设备的核心装置是介质阻挡放电电极棒，通过控制等离子体的放电电压和功率，进而控制电极棒的放电效果。但是，电极棒的阻挡介质层在放电过程中，同时受到磨球的机械碰撞和电场放电的破坏，工作坏境极其恶劣，在使用过程中通常出现各种形式的破坏：(1)介质阻挡层表面容易发生针孔或小洞状击穿；(2)介质阻挡层在与球磨罐两端端盖的配合处容易出现击穿空洞；(3)阻挡介质层因局部过热产生开裂和大面积烧坏。这些破坏严重影响了放电等离子体辅助球磨技术的应用。解决电极层工作中对介质阻挡层的击穿和破坏，必须设计并制造出结构合理的电极棒，避免放电球磨过程中在阻挡介质层存在放电电场和热场的不均匀。其中，介质阻挡层最薄弱环节是在轴肩和轴顶部的位置。这主要是局部高强度电场导致阻挡介质层发生击穿，而这种局部高强度电场又归因于螺纹配合和配合处存在气息残留。
本发明的介质阻挡放电电极棒采用圆柱形棒状，其由芯部的导电材料铁、铜等和外层的绝缘材料聚四氟乙烯或高纯度氧化铝陶瓷等共同组成。所述内部导电电芯与等离子体电源正极相连，作为等离子体放电的一个极，而外部绝缘材料作为放电的介质阻挡层存在。本发明在提高介质阻挡放电电极棒使用寿命方面，具体包括以下三种结构：
(1)所述的电极棒由内部铁或铜芯和外部聚四氟乙烯共同组成，其中，紧固端与外层聚四氟乙烯绝缘的配合使用螺纹配合，放电端采用光杆结构(摒弃螺纹结构)，并在电极层与聚四氟乙烯的配合间隙中充分填充耐热胶避免空气存在，同时电极顶部采用球面结构与外层绝缘介质相配合，避免发生尖端放电造成的局部高强度值的电场；
(2)所述的电极棒由内部铁或铜芯和外部聚四氟乙烯组成，其中，将聚四氟乙烯(介质阻挡层)直接沉积到电极层，形成完全紧密配合，不存在任何间隙的介电绝缘层；
(3)所述的电极棒由内部铁或铜芯和外部高纯度氧化铝陶瓷共同组成，二者采用直接沉积或微弧氧化等方式制成，其中，为防止陶瓷在磨球碰撞过程中的开裂破坏，在电极棒和球磨罐之间添加一个带网孔的金属套筒，如图6所示，磨球在套筒与球磨罐之间运行。在电极棒和球磨罐之间添加一个带网孔的金属套筒，磨球在套筒与球磨罐之间，球磨罐接等离子体电源的负极，球磨罐、磨球和套筒三者导通，可以整体看作为等离子体放电的一个极。等离子体电源的正极接套筒中间的电极棒，电极棒仍由铁、铜芯和高纯度氧化铝陶瓷层构成。这样等离子体放电将在套筒和电极棒之间进行，球磨的粉体可以通过套筒上的网孔进入套筒内得到放电等离子体处理。金属套筒421的具体参数一般为：套筒厚度3mm，外径40mm，小孔直径3mm，小于最小磨球直径。因此，在球磨的过程中粉体能自由进出而磨球无法进入套筒内，就不会对电极棒产生机械撞击作用。
从上述三种改进的放电电极棒的实验结果来看，在电机转速达1000rpm/min，罐内磨球重量达7.5kg时，后两种方法制备的电极棒寿命可以达到30～50h左右，这是其他普通电极棒无法比拟的。
此外，本发明相对于现有技术，在可控制气氛***方面的设计，具有独特的结构和优势。该***通过以下技术方案实现：
(1)气体通过减压阀51和流量计52控制输入的压力和流量。
(2)放电球磨罐3出入口设置球阀541和542，控制气体排出与输入。
(3)使用过滤器551和552用于过滤粉体，减少粉末因气流的作用的排出，由于过滤器过率精度未达到纳米级，故采用双重过滤方式。
(4)卸荷阀56通过上面的调节螺母，可以在通气的情况下通过调节螺母的高度而调节阀内的弹簧压力。当气体压力超过弹簧压力时，弹簧被顶起，向外排气(卸荷)；当气体压力小于弹簧压力时，此阀门闭合。以此实现控制放电球磨罐内部压力的目的。
(5)与球磨罐安装的部分采用金属软管571和572，目的是减少震动对气路其他部分(特别是卸荷阀的弹簧部分)的影响。软管部分以外的阀件均应固定好，减少震动的影响。
(6)使用时要求输入气压略大于额定控制气压，以保证放电球磨罐内气体的流动和气氛的纯净。从而实现气体的种类和气流等对等离子体的影响。
该可控制气氛***实现了不同气压和气氛对等离子体放电强度和厚度的影响，从而为不同粉体的等离子体辅助球磨提供的了不同的气氛参数。
本发明与现有技术相比，在粉末机械合金化方面取得如下优点与有益效果：
(1)粉末加热快，变形大，细化所需时间短。在相同工艺参数下，采用本方法进行等离子体辅助球磨的产品粉末粒径都能达到纳米级，且粒径分布窄，而普通球磨的产品粉末粒径在微米级，粒径分布宽。
(2)促进机械合金化进程，等离子体辅助高能球磨，是在常规机械能的基础上复合等离子体的能量，这种对粉末的复合处理，在高效细化粉体的同时，必然增加粉体的表面能及界面能，增强粉体的反应活性，而等离子体纯净的热效应对促进扩散和合金化反应也是有利的。
(3)利用本发明方法，当放电气体介质为有机气体时，在细化粉体同时可以实现对粉体的原位表面改性。
(4)本发明的工艺易于实现，加工效率高，能有效缩短粉体细化及机械合金化所需时间，节约能源，可使高能球磨技术实现实际材料制备及大批量生产，应用前景广阔。
等离子体辅助球磨能比普通球磨更高效细化金属粉体，尤其等离子体辅助球磨是高效制备纳米金属粉体的有效途径。试验结果表明：室温普通球磨铁粉60h，铁粉细化到最小值，该极限尺寸大于1μm；-20℃低温球磨30h，铁粉被细化到1μm以下；24kV等离子体辅助球磨效率最高，仅用10h即可得到平均粒径103.9nm的纳米铁粉。对于铝粉和钨粉，结果和铁粉的相似，普通球磨15h，大部分铝粉在10-50μm之间，而等离子体辅助球磨15h，得到平均粒径为128.7nm的铝粉；普通球磨3h，钨粉粒径在0.5-3μm之间，采用等离子体辅助球磨3h，得到平均粒径101.9nm的钨粉。在等离子体辅助球磨纯金属过程中，影响等离子体“热爆”效应的是金属材料的热学性能。金属的熔点和沸点越高，导热系数、比热、熔解热、气化热越大，越难诱发“电热爆”，这也直接影响了等离子体辅助球磨金属粉末中10nm以下粉体的含量。如钨的熔点极高，等离子体产生“热爆”效应得到的10nm以下钨纳米粒子含量只有10.5％。铝虽然导热系数比铁大，但由于其熔点太低，等离子体产生“热爆”效应得到的10nm以下铝纳米粒子含量为27.3％，略微大于铁粉中10nm以下纳米粒子含量(25.2％)。
等离子体辅助球磨能比普通球磨更高效地激活反应粉体，促进机械力化学反应，如等离子体辅助球磨W粉+石墨粉仅仅3h，就能有效活化粉体，后续1100℃保温1h处理就使W粉全部碳化合成颗粒尺寸在100nm，平均晶粒尺寸在50nm左右的纳米WC粉体，碳化温度比常规碳化温度下降了500℃。等离子体辅助球磨的活化机制，一方面是等离子体的介质阻挡放电效应和冲击效应使得粉体自身内能增加，而更主要是由于球磨过程中的介质阻挡放电效应，使得反应粉体之间形成了纳米量级精细复合结构。这种精细的复合结构一方面能大大降低随后反应所需的温度，另一方面能够促使反应进行完善，使得产品纯净。
放电等离子体辅助球磨作为一种新技术，它具有明显降低反应活化能、细化晶粒、极大提高粉末活性和改善颗粒分布均匀性及增强体与基体之间界面的结合，促进固态离子扩散，诱发低温反应，从而提高了材料的各方面的性能，是一种节能、高效的材料制备技术。它通过提供一种可以加大对处理粉末的有效能量输入，加速粉末的细化及促进机械合金化进程，大大提高球磨机的加工效率，它是一个涉及机械、材料和电力等相关领域，具有较宽广研究空间。目前，本发明在硬质合金、锂离子电池、储氢合金等方向具有广阔的工业应用前景。
本发明冷场等离子体放电辅助高能球磨粉体的应用方法实施例方案说明
本法发明的等离子辅助高能球磨机，放电电极棒使用圆柱形棒状，其由芯部的导电材料铁、铜等和外层的绝缘材料聚四氟乙烯或高纯度氧化铝陶瓷等共同组成，内部导电电芯与等离子体电源正极高压极相连，作为等离子体放电的一个极，而外部绝缘材料作为放电的介质阻挡层存在。而电极棒的寿命和性能直接决定球磨机的工作效率，因此，我们列举了本发明专利中所设计的三款电极棒和普通电极棒(铁芯直接挤压进具有过盈配合的带有盲孔的聚四氟乙烯中)，进行工作寿命对比。采用的工作条件为：15KV的放电电压，1.5A的放电电流，激振块采用双振幅8mm，球料比采用50:1，磨球采用硬质合金或不锈钢材料。如表1所示。
实施例1：
步骤1、采用内部铜芯和外部聚四氟乙烯共同组成电极棒，其中，紧固端与外层聚四氟乙烯绝缘的配合使用螺纹配合，放电端采用光杆结构(摒弃螺纹结构)，并在电极层与聚四氟乙烯的配合间隙中充分填充耐热胶避免空气存在，同时电极顶部采用球面结构与外层绝缘介质相配合。将电极棒安装在4L的球磨罐中，并在球磨罐中装入磨球和待处理的粉末，并将介质阻挡放电电极棒球磨罐的中心位置，使电极棒与磨球和待处理粉末接触，然后使用球磨罐的端盖进行密封和固定。其中，电极棒直径为25mm，磨球采用硬质合金材料，重7.5千克，球料比为50:1；
步骤2、通过真空阀对密封好的球磨罐抽真空至负压，然后再通过真空阀通入所需的放电氩气。其中，通入气体压力至0.1MPa；
步骤3、将球磨罐罐体和电极棒导电芯分别与等离子体电源的正负两级相连，其中，电极棒导电芯连接等离子体电源的正极，球磨罐罐体连接等离子体电源的负极；并采用的15KV的放电电压，1.5A的放电电流，激振块采用双振幅8mm，1200rpm的转速，启动球磨机。
结果显示，电极棒的使用寿命可以达到20小时左右。
实施例2：
步骤1、步骤2、同实例1；
步骤3、同实例1，但球磨机转速采用960rpm。
结果显示，电极棒的使用寿命可以达到30小时左右。
实施例3：
步骤1、同实例1，但球磨体积采用0.15L，电极棒直径采用20mm，磨球为不锈钢材料；
步骤2、同实例1；
步骤3、同实例1，但放电电流采用1.0A，球磨机转速采用960rpm。
结果显示，电极棒的使用寿命可以达到35小时左右。
实施例4：
步骤1、采用内部铜芯和外部聚四氟乙烯共同组成电极棒，其中，将聚四氟乙烯(介质阻挡层)直接沉积到电极层上。将电极棒安装在4L的球磨罐中，并在球磨罐中装入磨球和待处理的粉末，并将介质阻挡放电电极棒球磨罐的中心位置，使电极棒与磨球和待处理粉末接触，然后使用球磨罐的端盖进行密封和固定。其中，电极棒直径为25mm，磨球采用硬质合金材料，重7.5千克，球料比为50:1；
步骤2、通过真空阀对密封好的球磨罐抽真空至负压，然后再通过真空阀通入所需的放电氩气。其中，通入气体压力至0.1MPa；
步骤3、将球磨罐罐体和电极棒导电芯分别与等离子体电源的正负两级相连，其中，电极棒导电芯连接等离子体电源的正极，球磨罐罐体连接等离子体电源的负极；并采用的15KV的放电电压，1.5A的放电电流，激振块采用双振幅8mm，1200rpm的转速，启动球磨机。
结果显示，电极棒的使用寿命可以达到15小时左右。
实施例5：
步骤1、步骤2、同实例4；
步骤3、同实例4，但球磨机转速采用960rpm。
结果显示，电极棒的使用寿命可以达到25小时左右。
实施例6：
步骤1、同实例4，但球磨体积采用0.15L，电极棒直径采用20mm，磨球为不锈钢材料；
步骤2、同实例4；
步骤3、同实例4，但放电电流采用1.0A，球磨机转速采用960rpm。
结果显示，电极棒的使用寿命可以达到30小时左右。
实施例7：
步骤1、采用内部铜芯和外部陶瓷共同组成电极棒，在电极棒和球磨罐之间添加一个带网孔的金属套筒，磨球在套筒与球磨罐之间运行。将电极棒安装在4L的球磨罐中，并在球磨罐中装入磨球和待处理的粉末，并将介质阻挡放电电极棒球磨罐的中心位置，使电极棒与磨球和待处理粉末接触，然后使用球磨罐的端盖进行密封和固定。其中，电极棒直径为25mm，磨球采用硬质合金材料，重7.5千克，球料比为50:1；
步骤2、通过真空阀对密封好的球磨罐抽真空至负压，然后再通过真空阀通入所需的放电氩气。其中，通入气体压力至0.1MPa；
步骤3、将球磨罐罐体和电极棒导电芯分别与等离子体电源的正负两级相连，其中，电极棒导电芯连接等离子体电源的正极，球磨罐罐体连接等离子体电源的负极；并采用的15KV的放电电压，1.5A的放电电流，激振块采用双振幅8mm，1200rpm的转速，启动球磨机。
结果显示，电极棒的使用寿命可以达到25小时左右。
实施例8：
步骤1、步骤2、同实例7；
步骤3、同实例7，但球磨机转速采用960rpm。
结果显示，电极棒的使用寿命可以达到36小时左右。
实施例9：
步骤1、同实例7，但球磨体积采用0.15L，电极棒直径采用20mm，磨球为不锈钢材料；
步骤2、同实例7；
步骤3、同实例7，但放电电流采用1.0A，球磨机转速采用960rpm。
结果显示，电极棒的使用寿命可以达到40小时左右。
本发明所采用的实施例采用了高转速(960～1200rpm)、高磨球填充比(占球磨罐体积的65～75％)以及硬质合金磨球，增加对电极棒的振动强度和冲击力，来测试电极棒的使用寿命。从不同结构的电极棒的寿命来看，本发明中所设计的三种电极棒基本接近或达到30小时的连续使用寿命，远远高于普通加工的电极棒寿命。对于采用低转速、低球料比的球磨参数，电极棒的寿命还将大大提高。这极大改善了球磨机的运行效率和增加了工业应用推广的可能性。
表1：不同结构设计电极棒的使用寿命对比
使用本发明等离子体辅助球磨制备硬质合金的实施例
为了进一步验证本发明装置的可行性和效率优势，我们采用了高熔点、高硬度的WC-Co硬质合金材料作为球磨研究对象。现有的高能球磨法制备纳米硬质合金粉末的研究主要包括：制粉、碳化及成型三个过程，其中，制粉及碳化过程是整个WC-Co系硬质合金制备的重要基础环节。其具体操作步骤如下：(1)首先利用高能球磨法制备出超细W、C混合物；(2)对制备出的W、C混合物进行碳化，生成超细碳化钨(WC)；(3)在生成的WC的基础上加入Co再进行高能球磨，使WC和Co混合均匀。但这种方法仍需要较长的球磨时间，而且制备出的复合粉末脱碳严重。采用本发明的放电等离子体辅助球磨方法，配合压制烧结，可以碳化烧结一体化合成法制备具有高强韧性的WC-Co硬质合金，克服了硬质合金生产过程繁琐、能耗大的缺陷，并有效提高了产品的纯净度。
采用介质阻挡放电等离子体辅助高能球磨通过下述技术方案实现：
(1)在球磨罐中装入磨球和一定配比的W、C、Co晶粒长大抑制剂以及额外补碳的混合粉末等原料，并混入适量球磨控制剂(无水乙醇等)；
(2)将电极棒穿过球磨罐端盖并植入球磨罐中，扣紧球磨罐端盖，然后把端盖和电极棒分别与等离子体电源的两极相连，其中，电极棒接等离子体电源的正极高压极，前盖板接等离子体电源的负极地极；
(3)通过真空阀对密闭的球磨罐抽负压至0.01～0.1Pa，或者在抽负压至0.01～0.1Pa以后再通过真空阀通入放电气体介质，直到该球磨罐内的压力为0.01～0.1MPa；
(4)接通等离子体的电源，根据放电气体介质及其压力调节放电参数，使等离子体电源的电压为3～30KV，频率为5～40KHZ，实现电晕放电，并启动球磨机工作，球磨罐和磨球发生碰撞运动，从而改变电极棒和球磨罐内磨球的相对位置，进行不同类型的电晕放电等离子体高能球磨，获得W-C-Co基合金粉末；
(5)将所述W-C-Co基合金粉末压制成形，得到生坯；
(6)将所述生坯在热源环境中烧结制备W-C-Co硬质合金。
为更好地实现本发明，步骤(1)所述W、C、Co、VC或V2O5各原料按照WC-XCo-YVC或WC-XCo-Y V2O5进行配比(晶粒长大抑制剂氧化物形态的添加按照其碳化后形成相应碳化物所需的量进行添加)，其中，X的取值范围是3<X<20，Y的取值范围是0.09<Y<2.4，所述的X、Y均为重量百分比。
混合粉末中C的量除W完全碳化所需要的理论碳量以外，还包括额外补碳量，其与C原料的质量比为7.5％～15％。
所述压制成形的方式为单向模压，单位压力为35MPa～1000MPa。
所述热源环境为真空/低压烧结炉，热源环境的温度为1320℃～1480℃。
本发明与制备硬质合金的传统技术相比，有以下优点：
(1)W、C、Co原料变形大、细化时间短、片层话时间短，与其他球磨方法相比，该方法可以更快使粉体细化到纳米级；
(2)该方法有利于碳化反应的进行，对于W、C、Co原料进行处理后，极大地提高了粉体的表面能、界面能、反应活性等，且等离子体的热效应对于W、C、Co之间的扩散和固态反应有利，有利于后续硬质合金的烧结成型；
(3)直接将W、C、Co合金粉末压制成生坯，用碳化烧结一体化的技术取代传统工艺中先将W粉碳化，再将WC、Co混合粉末制成生坯烧结成型技术。本发明只存在一次从室温到高温的加热过程，而传统工艺中W粉的碳化和混合粉末的烧结各经历一次从室温到高温的加热过程，因而能大大降低能耗。
(4)本发明通过在介质阻挡放电等离子体球磨W、C、Co过程中加入晶粒长大抑制剂(VC或V2O5)，与传统工艺中先将W碳化、再将晶粒长大抑制剂与WC、Co—同球磨相比，本发明能增加晶粒长大抑制剂的分布均匀性，并且在WC的形成过程中就能起到对WC晶粒长大的抑制作用，抑制WC晶粒长大的效果好；同时，减少了高温碳化的步骤、很大程度上降低了成本。
我们在考察不同球磨时间对晶粒尺寸的影响时，如图9所示，从XRD图谱中可以看出，DBDP球磨到6h时混合粉体的衍射峰仍然主要是W，而没有WC生成，说明DBDP球磨6h还不至于使W碳化。随球磨时间的增加，W的衍射峰发生宽化，尤其在0.5h的宽化很明显。用Voigt函数法计算W的(211)面，球磨0.5h的晶粒尺寸变化很明显，达到43nm左右，球磨1h到6h的晶粒尺寸有所降低，但变化不明显。说明DBDP球磨能迅速细化W晶粒尺寸到一个稳定水平，其效率大大高于普通的高能球磨。
观察DBDP球磨3h的W-C-10Co混合粉末的DSC曲线，如图10所示，我们可以发现在650℃左右的吸热峰是碳还原了球磨粉末中因氧化生成的少量的WO3和粉体表面吸附的氧，生成CO或CO2逸出。而DSC曲线在831～875℃范围内还有一个放热峰，可能对应着钨的碳化反应。为了研究该反应峰的相转变过程，选择在700℃和900℃于综合热分析仪器中加热复合粉末。结果发现，未加热的混合粉末的XRD图谱和DBDP球磨3h的混合粉末加热到700℃时的XRD谱都主要为W峰，但加热到700℃时α-Co峰出现。这是因为随温度的上升，W和Co晶粒长大的原因。由图10还可见，混合粉末加热到900℃时有WC生成，但同时存在脱碳相W2C、Co6W6C以及单质W。该过程可以用以下反应式来表示：
W+C→WC   (1)
2W+C→W2C   (2)
6W+6Co+C→Co6W6C   (3)
继续升高加热温度，在DSC中加热到1100℃不保温，得到的复合粉末的XRD图谱了解，中间相W2C完全转变为WC，脱碳相Co6W6C更加明显，仍存在少量的W。对应的反应式可以表示为
W2C+C→2WC   (4)
WC+5W+6Co→Co6W6C   (5)
与其他研究结果不同的是在脱碳相转变过程中没有中间相Co3W3C的出现，原因可能是DBDP球磨的粉末活性较高，球磨和取粉过程中更易吸附空气中的氧，而DSC设备的流动气氛会带走加热过程中形成的CO2，从而使缺碳更加严重，粉末直接反应形成更趋向脱碳的Co6W6C相，而没有生成含碳量比Co6W6C高的Co3W3C相。
另外，上述的过程也证明在流动气氛中完成碳化反应时碳含量不易控制，不利于形成无脱碳相的WC，应该避免采用流动气氛制备WC-Co复合粉末。因此，采用相同的球磨粉末在低压烧结炉中加热到1000℃并保温1h。结果证明在这样的工艺条件下能得到无脱碳相的WC-10Co复合粉末。其原因是低压烧结炉加热是在密闭气氛中进行，不会因CO2的流失而引起缺碳。同时，随着保温时间的增长，不均匀的碳进一步扩散，与Co6W6C在高温下反应生成WC和Co，其反应式可以表示为
Co6W6C+5C→6WC+6Co   (6)
此外，在前期工作基础上，我们还在WC-Co硬质合金制备中添加晶粒长大抑制剂以细化WC晶粒，制备高性能硬质合金。以添加了VC的W-C-Co粉体作为研究对象，DBDP辅助高能球磨对添加了晶粒长大抑制剂的W-C-Co混合粉体的作用效果不仅仅是细化单质粉体，还使石墨细密的包覆于W颗粒表面，粉体颗粒呈片层状叠加，如图11a所示。DBDP辅助高能球磨对W粉的细化效率呈现出先快后慢的规律，VC的添加能促进W在球磨过程中的细化。在经过3小时球磨后，其W晶粒尺寸大约为23nm。采取不同的烧结工艺制备WC-10Co-0.6VC硬质合金，在测试各项性能后发现：低压烧结制备的样品由于在保温阶段施加外部压力，其液相Co流动充分，不仅较好的填充了由于气体逸出而造成的孔洞，还能均匀分布于硬质相WC之间，起到了很好的粘结作用，如图11b所示。在1340℃下加载4MPa压力制备的样品，其致密度达到99％，洛氏硬度达到HRA91.8，横向断裂强度TRS达到3348MPa。分析该样品的断口形貌可以发现，硬质合金的断裂形式为沿晶断裂。
上述实施方式只是本发明的几个实例，不是用来限制本发明的实施与权利范围，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括在本发明申请专利范围内。

Claims (12)

1.一种冷场等离子体放电辅助高能球磨粉体的应用方法，所述等离子体高能球磨粉体的应用方法是：首先是使用外加冷场等离子体电源向等离子辅助高能球磨装置的放电球磨罐输入的不同的电压和电流，再通过可控制气氛***对球磨罐内部气氛(气体类型和气压)进行控制调整，然后让放电球磨罐中的放电电极棒产生可控强度的电晕或者辉光放电现象，从而实现对放电球磨罐内的被加工粉体实施等离子体场高能球磨、辅助机械合金化的过程。
2.根据权利要求1所述的一种等离子辅助高能球磨装置，包括振动式高能球磨主机(1)、外加冷场等离子体电源(2)、放电球磨罐(3)、放电电极棒(4)、可控制气氛***(5)和冷却***(6)六个组成部分，其特征在于，所述的振动式高能球磨主机(1)的结构为双筒振动磨形式；
所述的放电球磨罐(3)包括连接筒体(31)、前盖板(32)、后盖板(33)，与放电球磨罐(3)连接的等离子体电源负极接地极(34)；
所述放电电极棒(4)为圆柱形棒状，由其内部铁(铜)材料的导电电芯(41)和聚四氟乙烯材料的绝缘外层(42)共同组成；所述内部导电电芯(41)与等离子体电源正极高压极(35)相连，作为等离子体放电的一个极，绝缘外层(42)作为放电的介质阻挡层存在。
3.根据权利要求2所述的一种等离子辅助高能球磨装置，其特征在于，所述的振动式高能球磨主机(1)的结构或为偏心振动磨的形式。
4.根据权利要求2所述的一种等离子辅助高能球磨装置，其特征在于，所述的外加冷场等离子体电源(2)采用AC-DC-AC变换方式的高压交流电源，将市电变为高频电流，其中DC-AC的变换采用调频控制方式，工作频率范围在1～20kHz可调，电源输出电压范围在1～30kV之间。
5.根据权利要求2所述的一种等离子辅助高能球磨装置，其特征在于，所述圆柱形棒状放电电极棒(4)的绝缘外层(42)，或为高纯度氧化铝陶瓷材料。
6.根据权利要求2所述的一种等离子辅助高能球磨装置，其特征在于，所述放电电极棒(4)内部铁(铜)材料的导电电芯(41)紧固端(411)与聚四氟乙烯材料的绝缘外层(42)使用螺纹配合，放电端(412)采用光杆结构与绝缘外层(42)配合，在导电电芯(41)与绝缘外层(42)的配合间隙中充填有耐热胶，且导电电芯(41)顶部以球面结构(413)与绝缘外层(42)介质相配合。
7.根据权利要求4所述的一种等离子辅助高能球磨装置，其特征在于，与所述内部铁(铜)材料的导电电芯(41)共同组成放电电极棒(4)高纯度氧化铝陶瓷材料的绝缘外层(42)，采用直接沉积方式或微弧氧化方式成形。
8.根据权利要求4所述的一种等离子辅助高能球磨机，其特征在于，所述高纯度氧化铝陶瓷材料的绝缘外层(42)的放电电极棒(4)，或套有一个带网孔的金属套筒(421)。
9.根据权利要求2所述的一种等离子辅助高能球磨机，其特征在于，所述可控制气氛***(5)安装在放电球磨罐(3)罐体进出气孔(36)的上方，能在不同气压下和氩气、氮、氨、氢、氧各类气氛中，实现等离子体对被加工粉体的球磨效果实施独立调控。
10.根据权利要求2所述的一种等离子辅助高能球磨机，其特征在于，所述放电球磨罐(3)的筒体(31)两端法兰(311)通过密封环(312)、螺栓(313)分别与前盖板(32)、后盖板(33)密封连接，前盖板(32)、后盖板(33)的中心位置分别设有用来固定放电电极棒(4)的通孔(321)和盲孔(331)。
11.根据权利要求9所述的一种等离子辅助高能球磨机，其特征在于，所述放电球磨罐(3)的前盖板(32)的通孔(321)内嵌不锈钢套筒(322)和密封橡胶圈(323)，所述后盖板(33)内侧面的盲孔(331)内嵌有不锈钢套垫(332)；其中前盖板(32)包括聚四氟乙烯板(325)和陶瓷板(326)，后盖板(33)包括聚四氟乙烯板(333)和陶瓷板(334)。
12.根据权利要求10所述的一种等离子辅助高能球磨机，其特征在于，所述放电球磨罐(3)的前盖板(32)外端面装有真空气阀(324)。
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