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球磨,是如何助力戰斗機“隱身”的?

球磨,是如何助力戰斗機“隱身”的?
青島富銳德攪拌球磨  2025-09-11  |  閱讀:240

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探測技術的進步提升了戰爭中搜索敵方武器目標的能力,而己方飛行器以及攻擊型武器等如何不被敵方“捕獲”也成為軍事發展中必須解決的問題,故隱身技術應運而生。


     飛行器總體隱身的實現是由于探測器發射的雷達波被損耗吸收,致使地面設備無法實現探測。具體的途徑包括外形隱身技術、材料隱身技術等,其中近一半的效果歸功于材料隱身,即飛行器涂層中的填料粒子(常稱為吸波材料)對雷達波的損耗吸收,所以高性能吸波材料的研發與應用是隱身技術領域的關鍵。

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      總體上常用的吸波材料包括:碳系吸收劑、鐵氧體吸收劑、陶瓷基吸收劑、磁性金屬粉吸收劑、導電高分子吸收劑以及手性分子吸收劑等。常見的磁性吸波材料從類型上講包括鐵氧體、磁性金屬粉及其合金、納米金屬粉等。
     鐵氧體吸波材料憑借其同時具備介電損耗和磁損耗的優勢成為當前研究較多、發展較為成熟的一類。其主要優勢是良好的頻率特性、制備的涂層較薄以及成本較低。但其溫度穩定性差,密度大等也嚴重制約了它的實際應用。在多種類型中尖晶石型鐵氧體應用最為廣泛,主要代表為Fe3O4和CoFe2O4。而磁鉛石型鐵氧體具有六角形晶體,有較高的磁晶各向異性和高的共振頻率,適用于厘米波和毫米波的吸收。
      Fe、Co、Ni是最常見的磁性金屬材料,它們及其合金材料的晶體結構相對于鐵氧體而言比較簡單,磁導率和飽和磁化強度大,不易受溫度影響,低頻吸波性能良好。而在他們基礎上延伸出的Fe-Co,FeSiAl等吸收效果也十分優異。羰基鐵粉(CIP)也是一類磁性金屬微粉,不同的是它的吸收性能更加優異,所以是當前最為常用的磁性吸波材料。納米金屬粉及多晶鐵纖維是在金屬粉的基礎上對尺寸和形貌進行了一定的改進,制備工藝較為復雜。

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      為獲得優異的吸波材料必須從新材料的研制及現有材料的尺寸調控、復合和結構創新等方面著手,所以對磁性吸波材料的制備工藝研究尤其重要。當前常見的制備工藝有:高能球磨法、共沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱合成法等。
      高能球磨法是將球磨介質的動能和重力勢能作用于材料上,使其發生變形和破碎,同時還伴隨著固相相變,使得材料活性上升,引發物理和化學變化,是一種通過機械能改變材料性能的工藝方法。對于磁性粉體材料而言,高能球磨法使粉體細化的同時還可以使得材料由球狀變為片狀等,對材料磁導率和吸波性能有直接影響。
      而這主要受研磨參數的影響,包括球磨轉速、時間、磨球配級、球料比以及助磨劑等多個因素,所以這些因素的研究是實現高能球磨法提高磁性吸波材料磁導率的首要問題。
    (1)轉速。當轉速較低時,磨球和材料所受的向心力的向上分力遠小于重力,沿斜面滑下形成的落差不足,研磨作用很小,效果較差。當轉速上升至可以使向心力較大,磨球的動能足以對材料有足夠撞擊作用時,研磨效率最高,此時稱為最佳工作轉速。如果罐體的轉速很高,離心力的作用使得材料和磨球隨罐體一同旋轉,研磨效率則很低。所以說球磨機的轉速高低,直接影響材料最終的研磨效果及其性能。
    (2)時間。隨著研磨時間的增加,顆粒的尺寸不斷下降。但是當尺寸下降到某個值時,粉體表面自由能增加,團聚和冷焊現象出現,研磨效果反而變差。因此,隨著研磨時間的延長,粒徑減小到一個穩定的值就不再減小,甚至略有上升。球磨的過程是顆粒與磨球的相互作用過程,所以最終的尺寸取決于對粉體的破裂強度與粉體自身強度的大小關系。
    (3)磨球直徑及配比、球料比。所有通過球磨機進行研磨的物料都是磨球與材料之間相互撞擊、摩擦而完成的。因而,磨球的直徑大小及其比例顯得尤為重要。直徑大的球主要起沖擊作用,用來提高球磨過程中撞擊磨料的能量;而直徑小的球主要起細化作用,用以提高研磨效果和有效碰撞概率。球磨罐中球與材料的比例對研磨效果亦具有突出影響。提高球料比會產生高能碰撞,但有效碰撞減少,而過小,則會造成研磨不充分,球磨效果減弱。這主要取決于粉料特性,譬如粉料的硬度、研磨介質。
    (4)助磨劑。作為添加劑,適量地在球磨過程中添加助磨劑可對材料表面產生物理化學作用,從而提高其分散性以及防氧化效果,達到理想的細化效果。目前主要有偶聯劑、醇類、硬脂酸鈣、醇胺類以及各類保護氣等。
資料來源:張志平,羰基鐵粉微波磁導率提升與工藝實現研究,南京航空航天大學鏈接news.cnpowder.com.cn/84907.html 來源:中國粉體網

      隨著技術的穩定和市場需求不斷增長,實驗成果產業化課題又擺在眼前。傳統的高能球磨如行星球磨批次產量小(設備不能放大)、效率低(隨著處理量的增加研磨混料時間更久)和無冷卻降溫等弊端直接影響產業化推廣。
      攪拌球磨,則在產業化中很好的解決了以上問題,成為吸波材料的首選設備。


      青島富銳德攪拌球磨,從眾多攪拌磨品牌中脫穎而出的主要原因有:

1、研磨混料效率高:主要源于設備結構設計、數據支撐和裝配精度。


2、設備三重穩定性:分三方面,一是同一設備多批次間處理物料結果的穩定性;二是同一型號多臺相互間處理物料結果的穩定性;三是設備經久耐用,穩定生產。


3、性價比高,同一品質,青島富銳德更劃算。

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