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   隨著高新技術(shù)和新材料產(chǎn)業(yè)對粉體精細(xì)度的需求，制備超細(xì)顆粒技術(shù)發(fā)展迅速。介質(zhì)攪拌磨具有的制備超細(xì)顆粒、高效、節(jié)能、低污染、操作簡便等諸多優(yōu)越性能，廣泛應(yīng)用于建材、涂料、化工、醫(yī)藥、食品、農(nóng)藥、電子、冶金、陶瓷、顏料等領(lǐng)域。根據(jù)工作時(shí)，研磨腔的方向（垂直或水平）不同，介質(zhì)攪拌磨可分為立式介質(zhì)攪拌磨（a）和臥式介質(zhì)攪拌磨（b）。介質(zhì)攪拌磨通過其研磨腔內(nèi)攪拌輪的高速轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)微細(xì)研磨介質(zhì)與被研磨物料作多維運(yùn)動(dòng)和自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。研磨介質(zhì)和物料在磨腔內(nèi)不斷地上下、左右相互置換位置產(chǎn)生激烈的運(yùn)動(dòng)，在此過程中，通過研磨介質(zhì)對物料中顆粒的擠壓、沖擊、剪切等作用達(dá)到粉碎效果，最終制備的產(chǎn)物細(xì)度可達(dá)到亞微米粒級甚至納米粒級。由于介質(zhì)攪拌磨的絕大部分能量用于直接高速攪動(dòng)微細(xì)研磨介質(zhì)達(dá)到超細(xì)研磨效果，而非虛耗于轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)笨重的磨筒，因此，其研磨效率高于其他顆粒粉碎設(shè)備。

   當(dāng)進(jìn)行超細(xì)研磨時(shí)，介質(zhì)攪拌磨通過高速電機(jī)帶動(dòng)攪拌器激烈攪動(dòng)微細(xì)研磨介質(zhì)（磨珠）運(yùn)動(dòng)，并通過磨珠相互作用（如碰撞、擠壓、剪切等）粉碎顆粒。研磨介質(zhì)的種類、密度、直徑、介質(zhì)填充率、攪拌轉(zhuǎn)子線速度、料漿濃度、料漿流量、分散劑種類和用量等均會(huì)影響單位時(shí)間內(nèi)研磨介質(zhì)間的相互作用次數(shù)和介質(zhì)對顆粒的研磨強(qiáng)度（動(dòng)量）, 進(jìn)而影響最終產(chǎn)物細(xì)度。其中，選擇適宜的研磨介質(zhì)是影響超細(xì)研磨效率最主要的因素之一，下面著重介紹下研磨介質(zhì)性質(zhì)對超細(xì)研磨效率的影響。

1.種類

    研磨介質(zhì)按種類可分為玻璃珠，陶瓷珠（包括硅酸鋯珠、氧化鋁珠，純氧化鋯珠，稀土金屬穩(wěn)定的氧化鋯珠、氮化硅珠等）、鋼珠等。由于磨珠的化學(xué)組成及制造工藝的差異決定了磨珠的晶體結(jié)構(gòu)。致密的晶體結(jié)構(gòu)保證了其高強(qiáng)度，高耐磨性和低吸油性等。各種成份的百分比含量的不同決定了磨珠的比重。高比重為研磨高效率提供了保證；磨珠的化學(xué)組成在研磨過程中的自然磨損對漿料品質(zhì)會(huì)有一定的影響，所以除了考慮低磨損率外，還要顧忌化學(xué)元素因素，研磨介質(zhì)對物料要有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，防止研磨過程中磨珠與被研磨顆粒間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成產(chǎn)品污染和加速磨珠磨損，一般非金屬類(如陶瓷)磨珠優(yōu)于金屬類磨珠，磨珠的pH值應(yīng)盡可能接近中性。綜合考慮，氧化釔穩(wěn)定氧化鋯珠是現(xiàn)代介質(zhì)攪拌磨的較為常用的磨珠。

2.密度

    密度在通常的真密度和堆積密度來表示，各種氧化物的分子量和百分組成決定了磨珠的密度。堆積密度越大的磨珠，動(dòng)能越大，沖量越大，研磨效率越高，當(dāng)然對介質(zhì)攪拌磨的接觸件磨損也相對較大。因此，介質(zhì)攪拌磨的接觸件也要和磨珠介質(zhì)進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)才能保證在提高效率的前提下，減小磨損。

3硬度

    一般地，莫氏硬度越大的磨珠，其磨損率越低。從磨珠對介質(zhì)攪拌磨的接觸件磨損情況來看，硬度大的磨珠對接觸件的磨耗雖大些，但可通過調(diào)節(jié)磨珠的填充量，漿料的粘度、流量等參數(shù)以達(dá)最佳點(diǎn)。在正常情況下，磨珠應(yīng)研磨莫氏硬度小于或者等于其自身硬度的顆粒，但是，若研磨超硬顆粒材料如SiC、Si3N4、B4C、BN等時(shí)，可能應(yīng)考慮同質(zhì)自磨（即，大顆粒磨小顆粒）或者用氮化硅珠作為磨介等，金剛石則只能考慮同質(zhì)自磨（如，采用金剛石大顆粒作為磨介研磨粒度約2μm左右的小顆粒）。

4.珠徑

    介質(zhì)攪拌磨常用的氧化釔穩(wěn)定氧化鋯珠直徑有Φ0.1~0.2 mm，Φ0.3~0.4 mm、Φ0.4~0.6 mm和Φ0.6~0.8 mm。在相同填充率下，使用直徑小的珠子，珠子與顆粒之間相互作用的次數(shù)更多，但是小珠子質(zhì)量小動(dòng)量低。當(dāng)換成直徑大的珠子時(shí)，珠子的動(dòng)量提高，但與顆粒的相互作用次數(shù)降低。因此，在選擇磨珠尺寸的時(shí)候，需要考慮根據(jù)被研磨顆粒的尺寸以及其硬度。另外，在研磨過程中磨珠間相互作用，磨珠與攪拌器轉(zhuǎn)子、定子的非彈性碰撞會(huì)導(dǎo)致能量損失，降低研磨效率。相比較而言，磨珠直徑越大，相應(yīng)的碰撞、擠壓、剪切、摩擦等相互作用導(dǎo)致的能量損失更高。同時(shí)，當(dāng)研磨的料漿黏度較大時(shí)，小磨珠較易與料漿板結(jié)在一起并黏附在轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上，降低研磨效率。因此，選擇磨珠直徑需要兼顧提高研磨效率和節(jié)能。一般采用“大磨珠研磨粗顆粒、小磨珠研磨細(xì)顆粒、分段研磨”的方式進(jìn)行，這樣，才能保證有效地研磨顆粒物料，提高研磨效率。值得注意的是，不同于其他研磨設(shè)備（如球磨機(jī)），介質(zhì)攪拌磨采用微細(xì)磨珠不宜采用不同珠徑磨珠配比進(jìn)行超細(xì)研磨，其因是在高速攪拌時(shí)粗珠極易磨碎細(xì)珠。

5.介質(zhì)填充率

    研磨介質(zhì)的填充率會(huì)影響研磨介質(zhì)（珠子）之間的相互作用次數(shù)，進(jìn)而影響最終產(chǎn)物的細(xì)度。若填充率過低，則珠子之間相互作用的次數(shù)少，能量密度低，研磨產(chǎn)物很難被破粉碎至目標(biāo)產(chǎn)品細(xì)度或者需要長時(shí)間的研磨才能達(dá)到目標(biāo)產(chǎn)品細(xì)度。若填充率較高，則珠子之間的作用次數(shù)多、能量密度大，可對顆粒進(jìn)行有效粉碎。但是，若過高填充率，留給料漿的空間少，造成珠子的流動(dòng)困難、珠子之間發(fā)生非彈性碰撞幾率大，能量損耗高。一般地，介質(zhì)攪拌磨的磨珠體積填充率為70%~85%，最高不超過90%。

總之，選擇研磨介質(zhì)必須綜合考慮被研磨顆粒物料的基本性質(zhì)、原始粒度、設(shè)備的匹配情況、漿料固含量、流量等諸多因素，找出適合研磨此種物料的最佳工藝參數(shù)。

    介質(zhì)攪拌磨與研磨介質(zhì)是相輔相成、相互影響的。隨之被研磨顆粒的細(xì)度提高及介質(zhì)攪拌磨的料珠分離裝置的改進(jìn)，使微細(xì)磨珠用在介質(zhì)攪拌磨中得以有效利用，必然驅(qū)使著研磨介質(zhì)朝著粒徑越來越小、堆積密度越來越大、粒徑偏差愈來愈小的方向發(fā)展。允許使用的最小研磨珠粒徑已成為評價(jià)介質(zhì)攪拌磨質(zhì)量檔次的一項(xiàng)重要指標(biāo)。分離裝置設(shè)計(jì)和制作材料的每一次改善，都帶來了使用更細(xì)磨珠研磨制備更細(xì)的顆粒產(chǎn)品。如，分離裝置從靜止傳統(tǒng)的扁平Nickel網(wǎng)到帶三角橫梁的Johnson網(wǎng)以及到動(dòng)態(tài)的環(huán)式分離器和套筒式Cartridge網(wǎng)，能使用磨珠珠徑越來越小，而同時(shí)又不明顯影響物料的流量。套筒式Cartridge網(wǎng)的代表（如美國Premier的速寶磨）所用的最小珠子達(dá)到0.2mm；環(huán)式分離器的代表（如瑞士的Dyno-mill實(shí)驗(yàn)室型）可用珠子粒徑也可達(dá)到0.2mm；瑞士Buhler公司研制的離心式分離裝置，使分離原理從區(qū)分珠子粒徑大小轉(zhuǎn)為區(qū)分珠子密度大小，使研磨珠的直徑更小。但是，有篩網(wǎng)的存在最終必然存在堵網(wǎng)及漏珠的情況發(fā)生。而深圳市叁星飛榮機(jī)械有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的無軸封無篩網(wǎng)立式介質(zhì)攪拌磨，由于無軸封無篩網(wǎng)，不存在堵網(wǎng)及漏珠，無需清理磨珠等情況發(fā)生，因此，把磨珠的最小珠徑推向了新的極限（如，0.05mm），同時(shí)，也使被研磨顆粒粒徑通過物理方法能夠達(dá)到納米粒級。