Możliwość intensyfikacji procesu wytwarzania nanoproszku grafitu w młynie wibracyjnym

• Autorzy: Sidor J. , Tomach P.

Warianty tytułu

EN

The possibility of intensification of graphite nanopowder production in the vibratory tube mill

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Eksperyment wytwarzania nanoproszku grafitu przeprowadzono w laboratoryjnym młynie wibracyjnym o działaniu okresowym o niskiej częstotliwości drgań - 12 Hz. Proces mielenia grafitu zachodził na mokro w środowisku roztworu wodnego glikolu etylenowego. Do badań użyto grafitu o powierzchni właściwej BET 3,12 m2/g. Badania mielenia przeprowadzono w standardowej komorze oraz w komorze wyposażonej w element intensyfikujący ruch mielników w strefie ich najmniejszej aktywności. Podczas badań w standardowej komorze wytworzono zmielony grafit o powierzchni właściwej BET 46 m2/g i 57 m2/g, natomiast po zastosowaniu elementu intensyfikującego proces mielenia - grafit o powierzchni właściwej BET 63 m2/g i 72 m2/g. Wyniki te otrzymano po czasach mielenia odpowiednio 9 i 12 godzin. Obliczony z powierzchni właściwej wymiar zastępczy średniego kulistego ziarna grafitu otrzymanego w standardowej komorze wynosił 49 nm, a w komorze z dodatkowym elementem 39 nm. Wyniki badań wykazały dobrą przydatność młyna wibracyjnego do wytwarzania nanoproszku grafitu, najkorzystniej z komorą wyposażoną w element intensyfikujący proces mielenia.

EN

An experiment of preparation of graphite nanopowder was conducted in the laboratory vibratory mill with kinematic actuation of oscillating motion at low vibration frequency of 12 Hz. The milling process of graphite powder occurred in a wet environment of ethylene glycol aqueous solution. The graphite used in the experiment had a BET specific surface area of 3.12 m2/g. Research in milling process was performed in a standard chamber and in a chamber equipped with an additional cylindrical element which reduced a zone of the lowest activity of grinding media. During the milling in the standard chamber, Graphite powders with a BET surface area of 46 m2/g and 57 m2/g were obtained after a milling time of 9 h and 12h, respectively; in the chamber equipped with the additional cylindrical element the powders of a surface area of 63 m2/g and 72 m2/g appeared at the same milling times, respectively. An equivalent grain size of graphite particles, calculated on the basis of the specific surface area values, was 49 nm and 39 nm for the milling in the standard chamber and one equipped with the additional cylindrical element, respectively. The results indicate good usability of vibratory mills for production of graphite nanopowders preferably in case of the chamber equipped with an element which intensifies the milling process.

Słowa kluczowe

PL

mikroproszek grafitu; nanoproszek grafitu; mielenie wibracyjne; mielenie grafitu; młyn wibracyjny

EN

graphite micropowder; graphite nanopowder; vibratory grinding; milling graphite; vibratory mill

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 68, nr 4
• Strony: 335--339
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sidor J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Tomach P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Olejnik, T.: Mielenie materiałów ziarnistych w jednokomorowym młynie kulowym, Wyd. Politechniki Łódzkiej, seria Monografie Politechniki Łódzkiej (2013), ISBN 978-83-7283-550-5.
• 2. Lota, G., Walkowiak, M., Lota, K.: Synthesis and characterization of graphite/silicon composites for energy storage in lithium batteries, Chemik, 67, 11, (2013), 1130–1137.
• 3. Matsumura, Y., Ichikawa, T., Hiroki Miyaoka, H., Fukuyama, Y., Yoshitsugu Kojima, Y.: Relationship Between Graphene Structure In Ball Milled Graphite And Electrochemical Performance of Lithium-Ion Battery/Capacitor, acs.omnibooksonline.com/data/papers/2010_467.
• 4. Zyryanov, V.: Processing of oxide ceramics powders for nanomate­rials using high-energy planetary mills, Interceram, 52, 1, (2003), 22-77.
• 5. Schilling, R. E., Yang, M.: Attritors And Ball Mills How They Work, Eastern Training Conference and Show, May 9, 2000, www.unionprocess.com/
• 6. https://www.netzsch-grinding.com/en/minerals-mining/graphite/
• 7. Zbroński, D.: Młyny powietrzno-strumieniowe stosowane w przeróbce wybranych materiałów ziarnistych, Górnictwo i Geoinżynieria, 35, 4, (2011), 167-177.
• 8. High-Energy Milling - Springer, rozdz. 2 High-Energy Milling, www.springer.com /cda/content/../9783540748540-c1
• 9. Sidor, J.: Badania, modele i metody projektowania młynów wibracyjnych, UWND AGH, Kraków 2005, ISSN 0867-6631.
• 10. Sidor, J.: Niektóre wyniki badań wpływu średnicy i stopnia napełnienia komory młyna wibracyjnego o niskiej częstotliwości drgań na efektywność procesu mielenia, Wybrane Problemy Rozwoju Maszyn Hutniczych i Ceramicznych, Monografia, nr 6. 2002, 271-278.
• 11. Sidor, J., Tomach, P.: Badania ruchu ładunku w młynie wibracyjnym, Materiały Ceramiczne, 62, 4, (2010), 601-607.
• 12. Sidor, J., Tomach, P.: Wstępne badania eksperymentalne wpływu dodatkowego elementu walcowego komory na intensywność procesu mielenia w młynie wibracyjnym, Przegląd Górniczy, 67, 11, (2011), 112–117.
• 13. Sidor, J., Tomach, P.: Wstępne badania eksperymentalne intensyfikacji procesu mielenia w młynie wibracyjnym za pomocą dodatkowego elementu roboczego umieszczonego w komorze, Materiały Ceramiczne, 65, 2, (2013), 140–144.
• 14. Sidor, J., Tomach, P., Wodnicka, K, Trybalska, B. i inni: Badania eksperymentalne i wytworzenie próbnej partii nanoproszku grafitu oraz jego suspensji. Umowa AGH 5.5.130.391, 2012, (praca niepublikowana).
• 15. Tomach, P.: Możliwość intensyfikacji procesu mielenia w rurowych młynach wibracyjnych przez zmianę konstrukcji komory, Praca doktorska, AGH 2016.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.