CryoMill 是一种专用于低温研磨的实验室球磨机。这种工艺是利用液氮在低温条件下研磨对温度敏感和易挥发的样品。
这种方法既能确保样品的化学和物理完整性,又能产生细小均匀的颗粒。
CryoMill 的工作原理是用液氮持续冷却研磨罐,使样品脆化,防止热降解。
CryoMill 如何工作?- 8 个要点说明
1.冷冻研磨工艺概述
定义:低温研磨是机械研磨的一种变体,在低温下研磨样品,特别是对温度敏感或含有挥发性成分的样品。
目的:主要目的是保持样品的化学完整性,同时将其还原成微结构颗粒。
温度控制:研磨过程在超低温(通常低于 -150°C )下进行,使用液氮。
2.CryoMill 的机制
研磨罐:CryoMill 的研磨罐在水平位置进行径向摆动。
研磨球:研磨球的惯性使其在研磨罐的圆形端部以高能量撞击样品材料,从而有效地粉碎样品材料。
持续冷却:在研磨过程中,研磨罐持续使用液氮进行冷却,以保持低温环境。
3.低温研磨的优势
保持样品完整性:通过将样品冷却到低温,CryoMill 可以防止传统研磨方法中常见的热降解和氧化。
脆化:极低的温度会导致样品变脆,使其更容易研磨成细颗粒。
残余应力最小化:低温环境减少了可能影响研磨材料质量的拉伸残余应力。
4.低温研磨机的应用
对温度敏感的样品:非常适合加工在较高温度下会降解或失去完整性的材料,如生物样品、塑料和橡胶。
挥发性成分:适用于需要在研磨过程中保留挥发性成分的样品。
广泛的领域:应用领域包括生物技术、材料科学、化学、地质学、DNA 提取、植物研究和制药。
5.低温研磨工艺流程
样品制备:将待研磨的材料清洗干净并送入料斗。
进料控制:振动进料器控制进料速度,并将物料导入螺旋输送机。
冷却:液氮喷入螺旋输送机,冷却物料并控制停留时间。
研磨:物料在螺柱和锥体之间被粉碎,粉碎后的产品被收集到料仓中。
氮气再循环:通过离心鼓风机将蒸发的氮气吸回系统,保持一个循环过程。
6.与传统研磨的比较
发热:传统研磨通常会产生高热,从而导致样品降解。低温研磨通过保持低温环境避免了这种情况。
残余应力:传统研磨方法会产生拉伸残余应力,而低温研磨则可最大限度地减少这种应力。
刀具寿命和堵塞:传统的磨削方法会导致刀具寿命缩短和堵塞问题,而冷冻铣削则可在低温环境下缓解这些问题。
7.低温铣削类型
冷冻铣削:一种特殊类型的低温研磨机,使用电磁铁在小瓶中来回移动研磨介质,将样品研磨至分析精度。
行星式球磨仪:也可通过使用单独的液氮浴进行低温研磨。
8.维护和操作注意事项
液氮供应:持续供应液氮对维持低温环境至关重要。
安全:由于液氮温度极低,存在潜在危险,因此正确处理和储存液氮至关重要。
设备校准:必须定期校准和维护 CryoMill,以确保获得准确一致的结果。
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