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石川擂溃机Tiny Plus是日本石川公司推出的一款超小型微量处理设备，专门为实验室级别的微量材料研发与试验而设计。该设备在保留传统石川式搅拌机和破碎机基本性能的同时，实现了最小化的尺寸设计和微量样品处理能力，非常适合电池和电子材料研发中需要对珍贵样品进行小批量测试的场景。
Tiny Plus型号采用瓷质研钵与瓷器杵为基本构造，容量仅为0.03升，非常适合微量样品的试验需求。设备内置弹簧冲头管机构，可以在施加压力的同时进行搅拌和破碎，实现了"搅拌"、"分散"、"粉碎"、"混合"、"捏合"、"研磨"和"粉碎"等多功能一体化操作。设备外形尺寸紧凑（286×175×327mm），重量仅12.5kg，采用不锈钢外壳设计，不仅提高了耐化学性，也扩大了在实验室和洁净室的使用范围。
微量处理能力：设备处理量仅为0.03L，非常适合珍贵样品和高价材料的试验研究，最大限度地减少材料消耗的同时获得可靠的试验数据。
多功能集成：凭借结构设计，单台设备能够同时实现搅拌、分散、粉碎、混合、捏合和研磨等多种工序，避免了传统研究中需要多台设备配合带来的样品转移损失和污染风险。
气氛控制兼容：设备可在惰性气体环境（如氩气、氮气）中操作，适合对氧气和水敏感的材料处理，如锂金属电池材料和某些敏感电子陶瓷。
精确控制能力：设备配备转速调节和定时功能，研究人员可以精准设定搅拌圈数和搅拌时间，实现工艺参数的精确控制和再现。
表：石川擂溃机Tiny Plus的主要技术参数
| 参数类别 | 技术规格 | 应用价值 |
|---|---|---|
| 处理容量 | 0.03L | 适合微量珍贵样品试验，降低研发成本 |
| 研钵材质 | 瓷质 | 避免金属污染，保证材料纯度 |
| 旋转方式 | OR型（碗不旋转而杵自由旋转） | 实现均匀混合和破碎效果 |
| 电源规格 | 单相100V，40W | 低能耗，适合各种实验室环境 |
| 设备尺寸 | 286×175×327mm | 节省空间，可放置在手套箱内使用 |
| 设备重量 | 12.5kg | 便于移动和安装 |
电池材料研发具有成分复杂、敏感度高和成本昂贵等特点，对试验设备提出了高要求。石川擂溃机Tiny Plus在这些领域的应用中表现出显著优势，特别是在电极材料制备、固态电解质研发和界面工程研究方面。
在锂离子电池研发中，电极浆料的均匀度和分散质量直接影响电池的最终性能。Tiny Plus通过其擂溃机制，能够实现纳米级别的分散效果，将活性物质、导电剂和粘结剂均匀混合，形成稳定性高、无团聚的电极浆料。相比传统的高速剪切搅拌机，Tiny Plus的擂溃动作更加温和，不会因为过大的机械应力破坏活性物质的结构，同时也避免了因局部过热导致的粘结剂变性等问题。
对于固态电池研发而言，电极浆料的均匀性要求更为苛刻。Tiny Plus能够在惰性气体保护下处理对空气敏感的正负极材料，如硫化物固态电解质和锂金属阳极，有效避免水分和氧气污染，保证实验结果的准确性。设备采用的瓷质研钵不会引入金属杂质，这对于对金属离子敏感的高镍正极和硅基负极材料尤为重要。
固态电池研发中的一个关键挑战是电极-电解质界面的阻抗问题。Tiny Plus能够通过精确的擂溃工艺，在微量水平上制备出界面修饰层材料，研究不同处理工艺对界面相容性的影响。设备冲头管内置的弹簧机构可以在施加压力的同时进行搅拌和破碎，这一特性特别适合模拟实际电池制造中的涂布和压延工艺。
研究人员可以利用Tiny Plus的精确控制能力，系统研究擂溃时间、转速和压力等参数对固态电解质颗粒大小、分布及界面相容性的影响，为大规模生产工艺提供优化参数。设备配备的LED照明系统方便实时观察材料状态变化，便于记录加工过程中材料的形态转变。
Tiny Plus支持机械合金化方法合成新型电池材料，如硅碳复合负极、高容量正极材料等。通过机械化学作用，可在常温下实现原子级别的合金合成，避免高温处理带来的材料结构破坏。这种机制特别适合开发新一代高性能电池材料，如锂硫电池正极、钠离子电池材料等新型体系。
表：石川擂溃机Tiny Plus在电池材料研发中的处理效果对比
| 材料类型 | 传统方法局限性 | Tiny Plus处理优势 |
|---|---|---|
| 高镍正极材料 | 易吸水，均匀性难控制 | 惰性气氛保护，纳米级分散 |
| 硅基负极材料 | 易团聚，循环寿命差 | 温和分散，结构完整性保持 |
| 固态电解质 | 界面阻抗大，相容性差 | 界面改性，粒径精确控制 |
| 硫化物正极 | 导电性差，利用率低 | 均匀复合，导电网络构建 |
| 高压添加剂 | 分散不均，效果不稳定 | 微量均匀混合，性能一致 |
电子行业材料研发向着多功能、高性能和微型化方向发展，对材料制备工艺提出了高要求。石川擂溃机Tiny Plus在电子陶瓷、导电浆料和封装材料等领域的微量试验中展现出显著优势。
电子陶瓷材料如介质陶瓷、铁电材料和磁性材料等对颗粒均匀度和纯度有高要求。Tiny Plus采用瓷质研钵和不锈钢机身设计，有效避免了加工过程中的金属污染问题，保证了电子陶瓷材料的本征性能。设备支持的真空和气氛控制功能可以防止陶瓷浆料在制备过程中产生气泡和氧化，提高最终产品的致密性和可靠性。
对于多层陶瓷电容器（MLCC）、热敏电阻和压电陶瓷等电子元件的材料研发，Tiny Plus能够实现亚微米甚至纳米级别的粉碎和分散效果，确保陶瓷浆料的均匀性和稳定性。通过调整擂溃时间和转速，可以精确控制陶瓷颗粒的粒径分布，从而优化材料的电学和力学性能。
电子行业对导电浆料的需求日益增长，尤其是在印刷电子、柔性电路和显示器领域。Tiny Plus能够将金属纳米颗粒（如银纳米线、铜纳米颗粒）均匀分散至有机载体中，形成稳定性高、导电性好的电子浆料。设备在擂溃过程中产生的机械化学效应有助于去除纳米颗粒表面的绝缘层，促进导电网络的形成，提高浆料的导电性能。
对于低温共烧陶瓷（LTCC）和厚膜电路用的导电浆料，Tiny Plus可在微量级别优化配方和工艺，大幅减少试验成本和时间。通过冲头前端的破碎功能和搅拌作用的结合，可以实现均匀的分散和混炼，避免纳米颗粒的团聚和沉降，提高浆料的储存稳定性和应用性能。
电子封装材料需要具备优良的热性能、机械强度和可靠性。Tiny Plus能够高效混合环氧树脂、硅酮和陶瓷填料等成分，形成均匀的封装复合料。通过精确控制擂溃工艺，可以优化填料的分散状态和界面结合强度，提高封装材料的热导率和机械强度。
对于热界面材料（TIM）和导电粘合剂的开发，Tiny Plus能够在施加压力的同时进行搅拌和破碎，这一特性特别适合模拟实际应用中的涂布和固化过程，有助于研究工艺参数对材料性能的影响。设备的小批量处理能力允许研究人员使用珍贵原料（如碳纳米管、石墨烯等）进行试验，加速新材料的开发进程。
石川擂溃机Tiny Plus在微量试验环境中展现出多方面的技术优势，这些优势不仅提高了研发效率，也显著提升了实验数据的可靠性和准确性。
传统材料试验设备往往需要大量样品才能获得可靠结果，这对于珍贵材料和高风险配方研发是一个重大障碍。Tiny Plus仅需0.03L的处理量即可获得有统计意义的实验结果，这一特点在电池和电子材料研发中具有重要价值。
降低研发成本：电池材料中的高镍正极、固态电解质以及电子材料中的银纳米线、碳纳米管等原料价格昂贵，Tiny Plus的微量处理能力大幅降低了试验成本，允许研究人员进行更多配方迭代和优化试验。
加速研发进程：小批量处理意味着更短的混合时间和更快的实验循环，研究人员可以在相同时间内进行更多组试验，加速材料研发和优化进程。
减少安全风险：对于某些高风险配方试验（如新型电解液、敏感成分组合），小批量处理可以降低安全风险，即使试验失败也不会造成重大损失。
材料研发的成功不仅取决于配方，更取决于工艺参数的精确控制和再现性。Tiny Plus在这方面表现出显著优势，配备的逆变器与定时器可以精准设定搅拌圈数和搅拌时间，确保实验条件的一致性和再现性。
参数精确控制：设备允许研究人员精确控制转速、时间和压力等参数，便于建立工艺参数与材料性能之间的定量关系，为放大生产提供可靠依据。
状态实时监控：设备配备的LED照明系统方便研究人员实时观察材料状态变化，及时发现处理过程中的问题并进行调整，确保实验结果的可靠性。
结果再现性：精确的控制能力和一致的处理效果确保了实验结果的高度再现性，不同批次、不同操作者获得的实验结果具有可比性，提高了研发数据的可靠性。
Tiny Plus不仅仅是一台混合设备，其擂溃机制对材料性能有实质性提升作用，这在电池和电子材料研发中尤为重要。
纳米级分散：通过高速剪切与精密研磨的协同作用，设备可将金属、陶瓷或有机颗粒均匀分散至纳米级别（50-500nm），大幅减少颗粒团聚现象，提升材料的导电性、流变性能及机械强度。
机械化学效应：擂溃过程中产生的机械化学效应可以促进颗粒间的原子扩散和界面结合，在某些情况下甚至可以实现常温下的合金化和化合物合成，为新材料开发提供新途径。
微观结构控制：通过调整擂溃参数，可以精确控制材料的微观结构，如颗粒大小、形貌和分布，从而优化材料的最终性能。
电池和电子材料研发常常涉及敏感材料和特殊环境要求，Tiny Plus在设计上充分考虑了这些需求，提供了高度的操作安全性和环境适应性。
气氛控制能力：设备可在真空（-0.095MPa）及惰性气体（如氩气、氮气）环境操作，避免高活性材料在加工过程中的氧化或分解，保证实验结果的准确性。
化学耐受性：不锈钢外壳的使用提高了设备的耐化学性，能够耐受各种化学溶剂和腐蚀性物质，扩大设备的应用范围。
安全防护设计：设备标准配备亚克力盖，用于防止样品飞散和安全处理，降低操作风险。可拆卸的交流电源线使其可以轻松移动和存放在任何地方，甚至可以在通风室或手套箱中使用。
表：石川擂溃机Tiny Plus与传统设备的性能对比
| 性能指标 | 传统试验设备 | 石川擂溃机Tiny Plus | 优势程度 |
|---|---|---|---|
| 最小处理量 | 通常50-100ml | 30ml | 降低40-70% |
| 气氛控制 | 需要特殊改装 | 原生支持 | 完整性高 |
| 粒径控制 | 有限，易过粉碎 | 精确，均匀度高 | 显著提升 |
| 污染风险 | 较高，依赖材料 | 低，瓷质研钵 | 改善 |
| 参数控制 | 基础控制 | 转速、时间、压力多参数控制 | 精确可靠 |
| 能耗水平 | 相对较高 | 仅40W | 降低60%以上 |
某研究团队利用石川擂溃机Tiny Plus进行高镍正极材料（NMC811）的匀浆工艺优化研究。通过微量的批次试验（每批仅30ml），系统分析了擂溃时间、转速和气氛条件对电极浆料分散性和稳定性的影响。
研究表明，在惰性气氛保护下，以特定参数（500rpm，30分钟）处理的电极浆料表现出最佳的均匀性和稳定性，制备的电池样品在循环寿命和倍率性能上均有显著提升。通过Tiny Plus的LED照明系统，研究人员实时观察到了材料状态的变化过程，发现了最佳分散状态的视觉特征，为大规模生产提供了重要参考。
另一研究团队利用Tiny Plus进行固态电解质与电极界面的改性研究。通过在设备中少量添加界面修饰材料（如LiNbO₃、LiTaO₃等），在精确控制的擂溃过程中实现界面材料的均匀包覆。
研究发现，Tiny Plus的温和处理机制避免了固态电解质颗粒的破碎和损伤，同时实现了纳米级别的均匀包覆。经过这种界面改性处理的固态电池样品表现出显著降低的界面阻抗和更加稳定的循环性能。研究人员强调，Tiny Plus的微量处理能力使他们能够以最小成本筛选多种界面改性材料和工艺，大幅加速了研发进程。
某电子材料企业使用Tiny Plus进行MLCC介质浆料的配方优化研究。利用设备的真空脱泡功能和精确温度控制能力，系统研究了不同擂溃工艺对陶瓷浆料流变性能和介质性能的影响。
研究结果表明，在特定真空度（-0.08MPa）和温度控制（25±2℃）条件下处理的陶瓷浆料气泡含量低，分散性最好。以此浆料制备的MLCC介质层显示出更加均匀的微观结构和更优的介电性能。企业研究人员指出，Tiny Plus的微量试验能力使他们能够同时进行多组参数筛选，将研发周期缩短了50%以上，同时大幅降低了珍贵原料的试验消耗4。
石川擂溃机Tiny Plus在电池和电子行业微量试验中展现出显著的技术优势和实用价值。设备擂溃机制、精确控制能力和微量处理特性使其成为材料研发领域的强大工具，特别是在珍贵样品和高风险配方试验中具有不可替代的作用。
随着电池和电子技术的不断发展，对材料性能的要求日益提高，研发过程中的测试效率、成本控制和数据可靠性变得愈发重要。Tiny Plus这类精密微量试验设备将在未来研发体系中扮演更加关键的角色，推动新材料和新技术的快速迭代和创新。
未来发展趋势可能包括：与自动化技术和人工智能结合，实现高通量试验和智能参数优化；与在线分析技术集成，实现处理过程的实时监测和反馈控制；以及适应更多特殊应用需求，如高温高压环境、超高纯度处理等特殊场景。
总之，石川擂溃机Tiny Plus代表了材料试验设备向精密化、微量化和智能化**发展的重要方向，其在电池和电子材料研发中的成功应用证明了这一技术路径的可行性和价值，将为未来材料科技创新提供重要支撑。
