冷凍研磨儀適用于熱敏性、熱塑延展性、纖維性、含糖性、含水性等樣品的研磨,應用領域涵蓋電子材料、生物、環(huán)境農(nóng)業(yè)、飼料、紡織造紙、化工制藥等行業(yè),如低溫機械合金化、納米材料制備、少量動植物樣品的細胞壁破碎、恒溫固相球磨反應、中藥材研磨、植物種子及根莖葉無污染研磨都可用到低溫冷凍研磨儀。
冷凍研磨儀是在常規(guī)實驗室球磨機基礎上加入控溫處理的樣品研磨前處理儀器,可實現(xiàn)樣品在低溫環(huán)境或室內恒溫環(huán)境下的精細研磨。常見的有低溫行星球磨機、低溫振動球磨機、低溫組織研磨儀。
球磨機在運行時,研磨球在球磨罐中會發(fā)生高頻次撞擊和摩擦,產(chǎn)生不少熱量,從而使得球磨罐內部溫度升高。研磨時間越長,產(chǎn)生的熱量越多。而一些熱敏性、纖維性的樣品,在溫度升高后,其特性就會發(fā)生改變,所以要在研磨時對其進行控溫。
控溫原理
就目前來說,實驗室球磨機的控溫方式有三種,分別為風冷型控溫、預冷凍控溫和水冷型控溫。
風冷型控溫設計原理比較簡單,即在球磨罐運轉部位加裝密封冷卻罩,然后在設備運轉時向冷卻罩內通入冷媒,行星球磨機主輪盤在高速旋轉時會形成一個負壓中心,從而營造一個低溫的環(huán)境,冷媒帶走球磨罐產(chǎn)生的熱量后排出。風冷型控溫效果一般,且冷媒消耗大。
預冷凍控溫是在研磨前,將裝好樣品的球磨罐一起放置在液氮罐中冷凍一段時間,然后取出固定在研磨儀上,在溫度升高之前完成樣品的研磨。適合少量樣品短時間內的快速精細研磨。
水冷型控溫是對球磨罐體進行直接降溫,其采用特制的球磨罐,球磨罐帶有夾層,可通入液態(tài)冷媒,冷媒直接接觸球磨罐帶走產(chǎn)生的熱量。液態(tài)冷媒通過管道進入球磨罐,并通過管道流出,在外部控溫裝置冷卻降溫后,循環(huán)利用。水冷型實時控溫,效果更好。