从“石头、剪刀、布”来看研磨

2024-01-30 17:21:33, Amy 北京飞驰科学仪器有限公司


没有什么胜败,

是一局石头剪刀布决定不了的,

如果有,

那就再来一局!

流行游戏不断更新迭代,“石头、剪刀、布”却总是占据一席之地。这个游戏依赖了什么样的规则,能够使大家如此信服?

小编认为,它与“材料处理”有着非常相似的逻辑。

Fritsch的研磨与粒径分析应用顾问Schubmehl曾接受材料研磨的相关采访,他从“石头剪刀布”这一生动有趣的视角对“材料研磨与日常生活的关系”进行了生动的讨论。

访谈中聊到了哪些“材料研磨”的具体内容呢?请让小编为您详细报道~

1

为什么研磨 ?

LCGC:为什么有很多材料要通过研磨的手段来减小粒径呢?

Schubmehl:我们可以通过研磨材料,确保人员的安全或者环境的安全,也可以提高指定产品的性能。

研磨材料与我们的安全有何联系呢?

比如,对于可以补充营养的果蔬,需要检测其农药含量是否达标;对于可以调理身体状态的药物,需要检测其有效成分的含量是否合格,等等……

因此,为了确保安全科学的生活,这些材料需要进行严格的分析测试。而在这之前,通过研磨的方式来减小材料的粒径是关键步骤之一。此外,还有一些材料的粒径、均匀性以及形状也可能影响其性能,比如电池材料、催化剂材料。

2

那些材料需要研磨?

LCGC :在日常生活中,有哪些产品的生产或检测会涉及到研磨工艺呢?

Schubmehl:这样的产品太多了,我们在生活中可能触碰到的、或者最终要做废弃处理的物品都可能包含在内。

按照Schubmehl的话来说,找到会涉及到研磨工艺的例子简直是信手拈来,比如,我们每天吃的食物、穿的衣服;我们在飞机、火车和汽车上可能触碰到的各种材料;制造手机所用的材料、儿童玩具中的材料、建造住所和办公室的材料等,这类产品我们每天使用,早就习以为常。现在再从材料科学的角度来看,才知道它们原来都是研磨实验中的常客!

3

“石头、剪刀、布”的启示

LCGC:用研磨与样品前处理的视角科学地看待游戏“石头、剪刀、布”,会给我们带来什么启示呢?

Schubmehl:当我们在科学研讨会上分享相关原理时,经常被问到应如何选择合适的研磨方式,对此,陪伴我们童年的“石头、剪刀、布”游戏通常会带来深刻的启发。

小小的游戏中竟蕴藏着真理!

在采访中,Schubmehl以“石头、剪刀、布”中的角色为例,展现了材料预处理的趣味与奥妙:

像布这样的纤维性材料,可以用剪刀来减小其尺寸,这与游戏中奉行的法则一致;而粉碎一块石头,就不能按照游戏中的规则来了,因为纸仅仅能将石头包住,想要使石头粉碎,可不能指望它了,还是使用锤子敲击来得更实在些。

4

研磨工艺 “各显神通”

LCGC:研磨工艺中的不同原理,分别适用于什么材料呢?

Schubmehl:对于柔软或纤维性的样品,如大部分的食物、聚合物和纺织品,可使用锋利的刀片来处理,这类工具提供的剪切或切割作用是非常高效的;

通用型切割研磨机PULVERISETTE 19:

由固定刀与转刀提供的切割力

而对于各种矿物、金属、陶瓷、玻璃这样的坚硬材料,则需要利用撞击力或者通过摩擦力或压力(例如,研钵和研磨杵)来减小其尺寸。

臼式研磨仪PULVERISETTE 2:

由研磨臼与研磨杵提供压力、摩擦力

还有一些研磨设备结合了多种的物理原理。这就不得不说行星式球磨机了,其提供的能量相当于重力的95倍,可以用来制备纳米颗粒或机械合金化。

行星式球磨仪PULVERISETTE 5加强型:

研磨球高能撞击粉碎

另外,还有可变速高速旋转粉碎机,可一机实现冲击、剪切与切割功能,研磨过程中能够产生超高能量,是粉碎柔软到中等硬度和温度敏感性样品的最佳选择。

可变速高速旋转粉碎机PULVERISETTE 14加强型:

一机实现冲击、剪切与切割

5

研磨需要 “量身定制”

LCGC:有了这些设备作为备选,您将如何选择正确的研磨系统?

Schubmehl:了解和熟悉待研磨样品的物理、化学性质非常重要。另外,我们也需要清楚地知道研磨目的,以及实际应用中的具体参数要求,例如样品体积、批次处理量以及后续分析所需达到的期望细度范围。

6

研磨需要合理选择

LCGC:如果选择了不合适的研磨设备,会带来什么危险或后果吗?

Schubmehl:是的,这是绝对的。当使用了不合适的研磨系统,最严重的情况下可能会改变样品的物理或化学性质,导致出现不合理的数据结果,或者得到没有代表性的样品影响数据结果的真实性。

这其实很好理解,例如,对于温度敏感性样品,如果我们选择了不合理的研磨系统,使实验过程中存在明显的升温,那么就有可能导致材料变性,后续分析实验得出的检测结果不能代表原样品,这意味着结果数据将失去意义。

如果没有合理地选择研磨系统,还有可能造成危险的后果,例如,在食品农药检测中,如果因为研磨过程导致相关物质成分消失或减少,那么后续分析实验得到的检测结果就是错误的,即相应指标偏低,而实际上的数值可能已经超标。最后这样的产品批量生产,可能造成非常严重的食品安全隐患。

7

研磨世界 探索无止境

LCGC:那么,最具挑战性的研磨应用是什么样的呢?

Schubmehl:具有复杂物理性质的混合材料,通常会给研磨工作带来一定的挑战,样品中的不同成分可能需要利用不同的物理方法以便于样品的粉碎研磨。

手机就是一个很好的例子,因为在这样一个小巧的整体中,包含了各种不同种类的材料;此外,FRITSCH在研磨实验中还遇到过其他有趣、令人印象深刻的样品,例如骨头、干蟋蟀、狗狗零食,还有由若干种不同材料通过新方法合成的全新材料,比如研磨能够满足航天器在外太空的严酷条件航行的材料,都具备一定的挑战性。

材料的世界丰富多彩,研磨的探索永无止境!如果您对材料研磨感兴趣,欢迎访问我们的官网www.fritsch.cn,我们一起探索美妙奇幻的材料海洋~

FRITSCH

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