Zestaw cylindrów do kulowych młynków planetarnych do mielenia i mechanicznej syntezy w warunkach pasywnie kontrolowanej temperatury jest efektem prac zespołu płk. dr. hab. inż. Marka Polańskiego, prof. WAT, z Wydziału Nowych Technologii i Chemii. Rozwiązanie zgłoszono już do opatentowania, a po raz pierwszy zobaczyć je będzie można podczas Międzynarodowego Salonu Przemysłu Obronnego w Kielcach.
Trzy cylindry do zadań specjalnych
Zestaw cylindrów do kulowych młynków planetarnych do mielenia i mechanicznej syntezy w warunkach pasywnie kontrolowanej temperatury zaprojektował i zrealizował zespół z Wojskowej Akademii Technicznej. Zestaw składa się z trzech osobnych cylindrów o różnych właściwościach.
Pierwszy z cylindrów ma podwójną komorę. Jedna komora jest komorą roboczą, natomiast w drugiej możliwe jest umieszczenie materiału zmiennofazowego, na przykład galu, który dzięki relatywnie niskiej temperaturze topnienia pochłania ciepło i stabilizuje temperaturę podczas mielenia. Drugi cylinder ma rozwiniętą powierzchnię chłodzenia, czyli ożebrowanie działające niczym radiatory, dzięki którym temperatura stabilizuje się na wyższym poziomie niż temperatura pokojowa, ale na niższym niż w standardowo używanych cylindrach. Trzeci cylinder z izolacją termiczną pozwala na mielenie w podwyższonej temperaturze, czyli utrzymanie konkretnej temperatury, wyższej niż temperatura pokojowa, zależnej od parametrów mielenia i jakości izolacji.
Jak to działa?
Aby wykonać syntezę, wystarczy wybrać jeden z cylindrów. Główną ideą i największą zaletą rozwiązania jest to, że pozwala ono na pasywną kontrolę temperatury. Jest to istotne w badaniach naukowych, gdzie nawet najdrobniejszy szczegół może zmienić wynik całej pracy.
„Dostępne cylindry zbudowane są przede wszystkim ze stali, zazwyczaj kwasoodpornych. Podczas mielenia zachodzą mechaniczne zderzenia kulek z proszkiem oraz ze ściankami cylindra, wskutek czego temperatura cylindra – a tym samym proszku wsadowego – wzrasta. Nie jest to korzystne dla syntezowanego materiału, ponieważ każda zmiana temperatury może generować niekorzystne zmiany jego właściwości. Długotrwałe procesy, kilkunasto- lub kilkudziesięciogodzinne, praktycznie zawsze wymagają zatrzymania mielenia i kontynuowania go po schłodzeniu cylindra do temperatury pokojowej. Nie tylko znacznie wydłuża to czas pracy, lecz także niesie ryzyko wprowadzenia np. zanieczyszczeń” – tłumaczy mgr inż. Agata Baran z Wydziału Nowych Technologii i Chemii WAT.
W przypadku komercyjnie dostępnych młynków trzeba liczyć się z wahaniami temperatury w różnych zakresach, dlatego naukowcy z WAT opracowali rozwiązanie, które pozwala wyeliminować problem przegrzewania i uzyskać warunki określonej temperatury. Dzięki temu znacznie łatwiej jest ją kontrolować w prowadzonych procesach.
Co ciekawe, żaden z producentów nie oferuje uzyskania temperatury pokojowej, a bardzo często właśnie takiej wymaga proces mechanicznej syntezy. Dla naukowców oznacza to zatrzymanie pracy – przy dłuższych procesach może powodować to nawet kilkudziesięciogodzinne wydłużenie. Wymaga także znacznie większej uwagi i kontroli.
Kto skorzysta z tego rozwiązania?
Z nowego narzędzia skorzystają przede wszystkim ośrodki naukowo-badawcze. Zestaw cylindrów do kulowych młynków planetarnych do mielenia i mechanicznej syntezy w warunkach pasywnie kontrolowanej temperatury już teraz świetnie sprawdza się w Wojskowej Akademii Technicznej. Naukowcy używają go do pracy, powstały także publikacje związane z badaniami prowadzonymi w cylindrach.
„Opracowane cylindry działają niezawodnie, są niezwykle przydatne i w pełni z nich korzystamy. Służą do mechanicznej syntezy, więc sprawdzą się wszędzie tam, gdzie chce się coś wytworzyć tą metodą. My używamy ich do syntezy materiałów do magazynowania wodoru w fazie stałej” – mówi mgr inż. Agata Baran z WAT.
Zestaw cylindrów do kulowych młynków planetarnych do mielenia i mechanicznej syntezy w warunkach pasywnie kontrolowanej temperatury wraz z walizką i wyposażeniem zobaczyć będzie można na stoisku Wojskowej Akademii Technicznej podczas Międzynarodowego Salonu Przemysłu Obronnego w Kielcach w dniach 5 – 8 września 2023 r.
Dominika Naruszko
fot. mgr inż. Agata Baran
W przypadku zainteresowania rozwiązaniem zapraszamy do kontaktu bezpośredniego z Centrum Transferu Technologii WAT:
dr inż. Bogusława Gradzik
broker technologii
Wojskowa Akademia Techniczna
tel. 261 839 088
boguslawa.gradzik@wat.edu.pl
