Broyeurs à billes

Les broyeurs utilisent la technique d’impact pour casser les matériaux fragiles. Pour ce faire, une ou plusieurs billes sont balancées dans un mouvement de va-et-vient, dans un concasseur ou un récipient fermé. L’impact des billes contre la paroi permet d’affiner le matériau. Les broyeurs sont les plus adaptés au broyage et à l’homogénéisation rapides de faibles quantités de matériaux (généralement de 0,5 à 20 g) et permettent d’atteindre une finesse « analytique » de 2 à 10 µm.
 
Le résultat obtenu est idéal pour l’analyse des éléments chimiques dans différents analyseurs (XRF ou AAS, par exemple) ou pour l’étape de destruction qui précède l’analyse. Afin d’éviter toute contamination des échantillons par l’usure des billes et des concasseurs, il faut opter pour des matériaux très durs, tels que le carbure de tungstène. Il est également possible de procéder au broyage avec des concasseurs et des billes qui ne contiennent aucun des éléments (métaux) à analyser. Le choix se porte sur l’agate ou l’oxyde de zirconium.
 
Étant donné que l’agglomération des échantillons est fréquente en raison de l’impact hautement énergétique des billes, le niveau de finesse finale est limité pour chaque association de broyage sec d’un matériau dans un concasseur + billes. La finesse finale peut encore être réduite lors du broyage humide (dans l’eau généralement).

Broyeur Pulverisette 0
 
Ce broyeur, dérivé de l’appareil de tamisage par secousses Analysette 03 de FRITSCH peut broyer jusqu’à 10 ml de matériaux d’une taille de 5 mm maximum à un niveau de finesse de 5 à 10 µm. Dans ce moulin, une bille est projetée d’avant en arrière dans un mortier à vibration verticale. Lorsque la bille tombe dans le mortier, le matériau se trouvant là est broyé. Dans le cadre du broyage cryogénique, ce moulin peut être équipé d’une « cryobox » (reportez-vous à l’illustration sur la gauche), remplie avec de l’azote liquide. Le broyage de faibles quantités de polymères fait partie des applications connues.

Broyeur Pulverisette 23
 
Cet appareil est utilisé pour le broyage de faibles quantités de matériaux (5 ml maximum), à un niveau de finesse de 10 µm maximum. Pour ce faire, on soumet le concasseur, les billes et le matériau à une oscillation verticale rapide de 9 mm maximum, à une fréquence de 900 à 3 000 Hz. Cet appareil est également fréquemment utilisé pour le broyage des matériaux de médecine légale et dans le cadre d’autres applications où une très faible quantité de matériaux est disponible.

Broyeur tridimensionnel à billes

L'échantillon est introduit dans un récipient de broyage (bol, flacon, pilulier...) avec des auxiliaires de broyage (billes). L'ensemble est fixé sur le support de broyage. Un mouvement vigoureux tridimensionnel (en forme de "8") à haute fréquence permet d'atteindre des finesses de broyage particulièrement élevées. Les Mixer Mill sont largement utilisés dans les applications notamment de mécano synthèse. Les Mixer Mill peuvent être également utilisés pour toute application de mélange de poudres.

Broyeurs GenoGrinder et MiniG

Le principe de broyage consiste à charger les échantillons dans des micro plaques, des micro tubes, des tubes type flacon de 15 ou 50 mL ou tout autre contenant. Des auxiliaires de broyage (billes en acier inox, silice qualité biologie moléculaire, zirconium...) sont introduits dans chaque tube avec ou sans tampon de broyage. L'ensemble est chargé sur le support universel et solidement fixé grâce notamment à des cales intermédiaires. Le couvercle de sécurité muni d'une fenêtre de visualisation doit être fermé. Lors du fonctionnement, de rapides mouvements verticaux permettent aux billes d'impacter les échantillons. Des accessoires permettent de pré-refroidir les échantillons au préalable. Le MiniG dispose d'une capacité inférieure à celle du GenoGrinder.