粉砕の基礎・ボールミル、ビーズミルにおける粒子径変化予測・操作条件最適化および最適設計

粉砕は物づくりの最初のステップであり、様々な材料の機能性を左右する重要な操作である。粉砕する物質の特性はもちろんのこと、物質の仕込み量や回転速度などの粉砕機の操作条件によって粉砕挙動は異なり、あらかじめ予測して粉砕することは極めて難しい。まずはこれだと思う粉砕機を選定し、一般的な条件で粉砕を行ってみるといった根拠もなく粉砕を行うしかない状況は今も続いている。この原因は、粉砕機構がいまだ十分に解明されていないことにある。一方で、粉砕へのニーズは未だ多くある。例えば、粉砕の効率を上げたい、より微細な粒子がほしい、粒子径分布をシャープにしたい、結晶構造は破壊しないように粉砕したい、摩耗粉の発生量を抑制したい、など。 　本講義では、粉砕の基本から、コンピュータシミュレーションを活用した粉砕機構の解明、粉砕過程における粒子径の予測、ボールミル、ビーズミルの設計と操作の最適化、摩耗粉の発生量の予測法、ボールミルのスケールアップ法などについて説明する。

1. 粉砕および粉砕装置の基礎知識
   1. 粉砕とその目的
   2. 破壊の機構
   3. 粉砕装置とその分類
   4. 砕成物とその粒子径分布
2. ボールミルの種類・特徴と選定
   1. ボールミルの種類
   2. ボールミル
   3. ビーズミル
   4. 試料から見たミルの機種選定
   5. 粉砕の雰囲気の影響
3. ボールミリングにおける課題
   1. ボールミリングの現状
   2. ボールミリングの条件設定
   3. ボールミリングの課題
4. ボールミルのシミュレーション
   1. 離散要素法
   2. ボールミルへの離散要素法の適用
   3. パラメータの設定
5. ボールミルにおける粒子径予測
   1. 粒子径変化の把握
   2. 粉砕機構
   3. 粉砕を支配するパラメータの抽出
   4. 粒子径変化を予測する方法
   5. 粒子径分布の予測
6. ビーズミルの最適化
   1. ビーズミリングの現状
   2. ビーズミルのシミュレーション
   3. ビーズミルにおける粒子径変化の予測
   4. コンピュータシミュレーションによるビーズミルの最適化
   5. 摩耗粉の発生量の予測と抑制
7. ボールミルのスケールアップ
8. 先進離散要素法による粒子破壊過程のシミュレーション
9. 質疑応答