低温研磨,又称冷冻研磨,是一种专门的机械研磨形式。
它是利用液氮或液态氩在低温条件下加工材料,特别是金属或陶瓷粉末。
这种技术利用极低的温度抑制复原和再结晶过程。
这样就能快速细化晶粒并产生纳米微结构。
低温研磨对温度敏感或含有挥发性成分的材料尤为有效。
它可以防止热损伤和不良化学反应。
什么是低温研磨工艺?5 个要点说明
1.低温研磨的机理
低温: 低温研磨涉及将材料浸没在低温液体中,通常是液氮(LN2)或液氩。
这可将温度降至 -150°C 以下。
抑制恢复和再结晶: 极低的温度可抑制动态恢复和再结晶过程,因为这两个过程与温度有关。
这种抑制可更有效地生成缺陷和细化晶粒。
脆化: 低温使材料变脆,即使是弹性和柔软的样品也能有效地铣削。
2.低温研磨的优点
晶粒细化: 低温加速了断裂过程,使晶粒结构更细,晶粒细化更快。
保持特性: 低温研磨有助于保留材料的粒度分布、颜色、挥发性成分和生物活性。
而传统的研磨方法往往会损害这些特性。
效率: 液氮的加入简化了研磨过程,使那些在常温下会软化、堵塞筛网或粘成块状的材料更容易减少。
3.低温研磨的应用
金属和陶瓷粉末: 低温研磨对加工金属和陶瓷粉末特别有效。
低温可防止热损伤和不良化学反应。
对温度敏感的样品: 这种技术非常适合处理对温度敏感的样品,如热塑性塑料和结晶材料。
它可以有效地将这些材料研磨成细粒,而不会熔化或软化。
制药和生物材料: 低温研磨用于制药业制备非晶态药物,以及研究具有高玻璃化能力的活性药物成分 (API)。
4.技术方面
加工参数: 低温研磨的成功与否取决于加工参数的适当选择,如研磨时间、速度和低温液体的浓度。
微观结构分析: 可使用实验室分析仪对研磨材料进行分析,研究低温研磨对材料微观结构和性能的影响。
5.挑战和限制
物理稳定性: 虽然低温研磨药物的物理稳定性有所降低,但该技术对于制备无定形状态的药物仍然很有价值。
这可以提高药物的溶解度和生物利用度。
设备与安全: 使用液氮或液态氩需要专门的设备和安全措施来处理低温液体。
如果管理不当,可能会造成危害。
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