气流粉碎是用高速气流来实现物料超微粉碎， 粉末在高速气流中相互撞击而被粉碎，其破碎工作 原理如图1 所示。经过净化、干燥的高压空气通过特 殊配置的几个超音速喷嘴向同一位置高速喷射，粉 末进入喷嘴交汇处反复被冲击、碰撞，达到粉碎细化
由于粉末颗粒的运动是从流态气体中获得的，因此， 提高颗粒的动能必须要提高载流气体的速度。
中南大学粉末冶金国家重点实验 室的吴恩熙等人的研究发现：
采用振动球磨对粗、中、细碳化钨粉均 有显著的细化效果。球磨60 h 时,粉末粒 度均可降至0. 6μm 以下,同时粉末粒度分 布变窄。 振动球磨制取超细碳化钨的最小粒度取 决于球磨强度、球磨时间和球料比

2．2．1机械粉碎法
3．振动磨
利用研磨介质可以在一定振幅振动的筒体内对物料进 行冲击、摩擦、剪切等作用而使物料粉碎。 与球磨机不同，振动磨是通过介质与物料一起振动将 物料进行粉碎的。
2．2．1机械粉碎法
原理： 压缩空气经喷嘴加速成超音速气 流后射入粉碎区使物料呈流化状态。 在粉碎区，被加速的物料在各喷 嘴的交汇点高速汇合。在此，颗粒 互相对撞粉碎。 粉碎后的物料被负压上升气流输 送至分级区，由内分级轮筛选出的
粒度即为所要求的细粉，未满足粒
度要求的粗粉返回粉碎区继续粉碎 （无大颗粒产生）。 合格细粉经分级轮随气流进入收 集系统进行收集，含尘气体经布袋 收尘器过滤净化后排入大气。
2）高能球磨制备大容量贮氢合金电极材料
环保意识增强呼唤电动汽车。电动汽车的关键之一是 要有大容量充电电池。本项目即针对电动汽车用电池负极 材料。 西安交通大学正在开发的高能球磨MgNi合金电池负极 材料，处于国内先进，可做为大容量充电电池的负极候选 材料，为进一步开发制备大容量合金负极，进而开发大容 量充电电池奠定基础。
2．2．1机械粉碎法
采用机械粉碎法需注意的问题： 1）安全性问题 对于易燃、易爆物料，其粉碎生产过程中还会伴随有燃 烧、爆炸的可能性。
2）纳米机械粉碎极限
在纳米粉碎中，随着粒子粒径的减小，被粉碎物料的结 晶均匀性增加，粒子强度增大，断裂能提高，粉碎所需的机 械应力也大大增加。因而粒度越细，粉碎的难度就越大。粉 碎到一定程度后，尽管继续施加机械应力，粉体物料的粒度 不再继续减小或减小的速率相当缓慢，这就是物料的粉碎极 限。
滚筒式球磨
行星球磨
2．2．1机械粉碎法
参考文献：
1）高能球磨制备ZnSe纳米晶粉体 车俊 姚熹 姜海青 汪敏强，西安交通大学, 《稀有金属材料与工程》-2006 将相同摩尔比的Zn粉和Se粉放在球磨罐(WC)中，选用球石 直径为10mm，原料：球石＝1：20，干磨，在氮气保护下， 球磨60min即可获得纯立方闪锌矿结构，避免了ZnO相的出 现。晶粒的尺寸用Scherrer公式计算为5nm，用TEM直接观 察的尺寸为10nm左右。
0.5μ m的纳米粒子。
振动球磨
2．2．1机械粉碎法
实 例： 1） 高能振动球磨法制备纳米SiCp/Al复合材料的研究 采用粒径为30nm的SiC和100μm左右的Al粉颗粒为 初始原料,通过高能振动球磨的方法对体积分数﹪为5、 10、20、30的SiCp/Al复合粉末进行了球磨处理.
复合粉体球磨30h后,可以将铝粉细化至70~100nm。
制备纳米粒子的物理方法
2．2．1机械粉碎法
粉碎定义：固体物料粒子尺寸由大变小 过程的总称，它包括“破碎”和“粉 磨”。前者是由大料块变成小料块的过 程，后者是由小料块变成粉体的过程。 粉碎作用力的类型如右图所示几种。 基本粉碎方式：压碎、剪碎、冲击粉碎 和磨碎。 种类：湿法粉碎 干法粉碎
一般的粉碎作用力都是几种力的组合，如球磨机和振动 磨是磨碎与冲击粉碎的组合；雷蒙磨是压碎、剪碎、磨 碎的组合；气流磨是冲击、磨碎与剪碎的组合，等等。
通过气体传输粉料的一种研磨方法。与机械研磨 法不同的是，气流研磨不需要磨球及其它辅助研磨介 质。研磨腔内是粉末与气体的两相混合物。
根据粉料的化学性质，可采用不同的气源，如陶
瓷粉多采用空气，而金属粉末则需要用惰性气体或还 原性气体。由于不使用研磨球及研磨介质，所以气流 研磨粉的化学纯度一般比机械研磨法的要高。
黑色的纳米铋粉。
4)孔慧.高能球磨法制备高电位梯度的ZnO 压敏电阻.电子 元件与材料.2007,26(1):11-13 华东师范大学 ZnO 压敏电阻在工业生产中主要用低能球磨搅拌混合、高 温烧结的方法制备，烧结温度一般为1 100~1 350 ℃。
高能球磨是制备纳米级粉体的一种常见方法，可以提高粉体 的活性，从而降低烧结温度。 在制备ZnO 压敏电阻方面，使用高能球磨的报道较少: Fah采用高能球磨法，将粉料细化至17 nm 左右，烧结温度降 至1 100 ℃，但温度仍然较高，其等静压成型使成本增加。
缺点：此种机械的弹簧易于疲劳而破坏，衬板消耗也较大， 所用的振幅较小，给矿不宜过粗，而且要求均匀加入，故 通常适用于将1～2毫米的物料磨至85～5微米(干磨)或5～ 0．1微米(湿磨)。
在粗磨矿时，振动磨的优点并不很显著，因而至 今在选矿上尚未采用它代替普通球磨，但在化学工业 上得到了发展。
2．2．1机械粉碎法
2．2．1机械粉碎法
5．胶体磨
原理：利用一对固体磨子和高速 旋转磨体的相对运动所产生的强 大剪切、摩擦、冲击等作用力来
粉碎或分散物料粒子的。
被处理的桨料通过两磨体之 间的微小间隙，被有效地粉碎、
分散、乳化、微粒化。在短时间
内，经处理的产品粒径可达 1 μ m 。
A为空心转轴，与C盘相连，向一个 方向旋转，B盘向另一方向旋转。分 散相、分散介质和稳定剂从空心轴A 处加入，从C盘与B盘的狭缝中飞出， 用两盘之间的切应力将固体粉碎.
2．2．1机械粉碎法
6．纳米气流粉碎气流磨
原理：利用高速气流(300—500m/s)或 热蒸气 (300 — 450 ℃ ) 的能量使粒子相 互产生冲击、碰撞、摩擦而被较快粉 碎。 在粉碎室中，粒子之间碰撞频率远高 于粒子与器壁之间的碰撞。 特点：产品的粒径下限可达到 0.1 μ m 以下。除了产品粒度微细以外，气流 粉碎的产品还具有粒度分布窄、粒子 表面光滑、形状规则、纯度高、活性 大、分散性好等优点。
4．搅拌磨
由一个静止的研磨筒和一个旋转 搅拌器构成。 根据其结构和研磨方式： 间歇式 循环式 连续式
在搅拌磨中，一般使用球形研磨 介质，其平均直径小于 6mm 。 用于纳米粉碎时，一般小于 3mm。
横臂均匀分布在不同高度上，并互成一定角度。球磨过程中，
磨球与粉料一起呈螺旋方式上升，到了上端后在中心搅拌棒
2．2．1机械粉碎法
2 ） 机械球磨法制取超细碳化钨粉的研究 高科技的迅猛发展需要性能更加优越的新材料,并对材料 的硬度、强度及耐磨性提出了更高的要求。碳化钨基超 细硬质合金已显示出优越的机械性能。 以色列G . R. Goren - Muginstein 等人采用粉末粒度为0. 6μm 的碳化钨粉,经300 h 的球磨后获得纳米碳化钨粉,且 干磨粉末粒度更为均匀(5～10 nm) ,而湿磨粉末粒度分布 较宽(1～50 nm)
周围产生旋涡，然后沿轴线下降，如此循环往复。只要转速
和装球量合适，在任何情况下磨筒底部都不会出现死角由于 磨球的动能是由转轴横臂的搅动提供的，研磨时不会存在象 滚筒球磨那样有临界转速的限制，因此，磨球的动能大大增 加。同时还可以采用提高搅动转速。减小磨球直径的办法来 提高磨球的总撞击几率而不减小研磨球的总动能，这样才符 合了提高机械球磨效率的两个基本准则。
2．2．1机械粉碎法
助磨剂的使用
打破以上平衡,可采取的一个重要方法就是加入助磨剂： 粉碎 团聚
定义：在超细粉碎过程中，能够显著提高粉碎效率或降
低能耗的化学物质称为助磨剂。 例如： A：在干法研磨水泥熟料时加入乙二醇作为助磨剂， 产率可提高25～50％；
B： 在湿法球磨锆英石时加入0.2％的三乙醇胺， 研磨时间减少3/4。
3)周勇敏. 高能球磨法制备纳米铋粉的研究.润滑与密 封,2006.10 南京工业大学 纳米铋粉由于特殊的性能在冶金添加剂、润滑油添加剂、催 化剂、医药、半导体原料等具有广阔的应用前景, 但有关制 备纳米铋粉的报道并不多见。 A 实验原料和设备 原料：无水乙醇、PVP、硬脂酸均为分析纯, 铋粒 制备装置：国产高能行星磨, 4个不锈钢金属罐中分别配有 <2 cm的金属球20枚, <1 cm的金属球100枚。 B：纳米铋粉的制备 在每个金属罐中加入无水乙醇100 ml、铋粒12.54 g、PVP 6.27 g, 调整转速为400 r /min, 时间设置为4 h, 球磨。结束后 将产物取出封存静置, 得到黑色胶体溶液, 粉体在其中分散 均匀而稳定, 溶液长久不见澄清。
2．2．1机械粉碎法
1．球磨(Milling)
球磨机是目前广泛 采用的纳米磨碎设 备。 它是利用介质 和物料之间的相互 研磨和冲击使物料 粒子粉碎，经几百 小时的球磨，可使 小于 l μ m 的粒子达 到20％。
1）研磨碗自转和公转 转速的传动比率任意可 调。
2 ）最终颗粒大小 <<1μm。
3）可充入惰性气体进 行机械合金，机械复合， 纳米材料及复合材料的 合成。 4）材质可选择玛瑙， 氮化硅，氧化铝，氧化 锆，不锈钢，普通钢， 碳化钨，包裹塑料的不 锈钢。
2．2．1机械粉碎法
搅拌磨
2．2．1机械粉碎法
实例： 1 搅拌磨制备超细SiO2粉的研究 2 用搅拌磨制备超细粉体的试验研究
使用介质搅拌磨并以φ0.8～1.4mm氧化锆陶瓷微珠为
研磨介质对水镁石、电气石、云母(包括白云母、金云
母、绢云母)进行了超细粉碎试验.选择适宜的助磨剂、 分散剂、研磨时间等试验条件,。
高能球磨5 h 即可制备纯度较高、晶粒尺寸较小的以ZnO 为 主的混合粉体，最佳烧结温度1 000℃比一般的固相法烧结 温度降低了100~300 ℃，大大节省了生产成本。