从微量研发到 4L 中试：石川式自动研钵 D 系列全型号选型指南

新材料研发项目，一般遵循微量配方探索、小试验证、放大试验、中试试制的开发路径，每个阶段物料处理体量、粘度、粉体分散难度都存在明显差异，需要匹配对应的粉体制备设备。日本株式会社石川工场 D 系列石川式自动研钵（石川搅拌研磨机），D101S、D16S、D18S、D20S、D22S 五款台式机型，形成 200mL 至 4L 推荐加工容量的完整产品矩阵，统一搭载 OR 式双重旋转擂溃核心技术，根据投料体积、物料粘度、粉体分散难度，区分机型配置，覆盖从实验室微量研发到中试试制全流程粉体混炼分散需求。本文将完整解析 D 系列各型号参数、适用场景、选型要点，为粉体材料研发人员提供选型参考。

D 系列所有机型底层原理保持一致，均采用 OR 式双旋转擂溃机构，固定陶瓷乳钵，乳棒公转 + 自转次摆线运动，弹簧精密荷重控制，复刻手工研钵动作，实现粉体混炼、分散、粉碎，低损伤加工，工艺可重复，不锈钢机身，透明安全防护罩，标配变频器与定时控制器，安全急停按钮。核心差异体现在推荐加工容量、乳棒数量、转速区间、是否配置特氟龙刮棒、整机尺寸重量、电机功率，对应适配不同试验规模与物料难度。下面逐一对五款机型拆解分析。

D101S：小容量通用基准机型，推荐加工容量 0.2L（200mL），单根 T 型乳棒，无特氟龙刮棒；回转转速区间 8~50r/min；乳钵内径 115mm，深度 67mm；整机外形 330×242×340mm，重量仅 15kg，电源单相 100~120V，功率 60W。D101S 是整套 D 系列里面最小机型，定位是实验室微量配方探索。适合极少量、少量粉体样品，珍贵原材料的前期配方筛选，比如新体系材料的配比探索，单次投料只有几十毫升。设备紧凑，占用台面空间小，陶瓷钵体与乳棒拆装简单，清洗方便，日常维护简单。物料推荐：低至中等粘度粉体、普通陶瓷粉体、少量试剂混合；不推荐超高粘度、重度难分散纳米材料。优势是入门成本低、占地小，作为研发实验室第一台石川自动研钵。

D16S：单乳棒主力机型，推荐加工容量 0.4L（400mL），单根 T 型乳棒，无特氟龙刮棒；回转 8~50r/min；乳钵内径 155mm，深度 85mm；外形 378×258×398mm，重量 20kg，功率 90W。D16S 是众多实验室标配主力小试机型，结构简单，操作门槛低，稳定处理中高粘度物料。适合配方初步定型后的重复性验证试验，从小量微量试验过渡到中等体量小试。很多高校材料实验室、企业研发中心采购 D16S，作为常规粉体、膏体样品制备设备。适合场景：电池基础浆料、普通陶瓷粉体、树脂膏体试制；可以处理高粘度物料，但对于 MWCNT 这类极难分散纳米材料，优先选择双乳棒 D18S。

D18S：高功率双乳棒机型，推荐加工容量 1L，2 根防尘乳棒，标配特氟龙刮棒；回转 8~30r/min；乳钵内径 203mm，深度 114mm；外形 436×273×466mm，重量 30kg，功率 90W。D18S 是 D 系列里面针对高粘度、难分散纳米材料的核心机型，双乳棒设计，擂溃混炼效率大幅提升，特氟龙刮棒持续刮除钵壁物料，消除研磨死角。该机型在 MWCNT 多壁碳纳米管一次分散项目积累大量实绩，适合纳米碳材料、高粘度膏体、纳米粉体团聚解聚，高负荷工况稳定运行，混炼效率高，样品再现性优秀。当物料是碳纳米管、炭黑等高难度纳米粉体，或者高固含量高粘度膏料，优先选型 D18S。

D20S：双乳棒大容量机型，推荐加工容量 2L，2 根防尘乳棒，特氟龙刮棒标配；回转 8~30r/min；乳钵内径 254mm，深度 140mm；外形 510×346×550mm，整机重量 40kg，功率 100W。D20S 定位工艺放大验证，在小试配方稳定之后，提升投料体积，验证放大效应。双乳棒混炼能力，大容量投料依旧保持均质低偏差，处理大量高粘度浆料依旧稳定。适合研发后期放大试验、大规模批次试制，评估投料放大之后配方稳定性，预判量产阶段工艺风险。很多企业在 D18S 小试成功之后，使用 D20S 开展放大验证。

D22S：D 系列最大台式机型，推荐加工容量 4L，2 根防尘乳棒，特氟龙刮棒标配；回转 8~35r/min；乳钵内径 305mm，深度 170mm；外形 562×396×582mm，整机重量 50kg，功率 200W。D22S 面向中试规模试制，是 D 系列台式机型里面处理量上限，用于量产之前中试样品批量制备，产出足够多样品，用于电芯、陶瓷制品等成品性能测试。适合需要 4L 规模粉体、膏料制备，不适合大型产线，属于研发中试阶段台式设备。

选型核心判断要点

第一看单次目标投料体积。200mL 左右微量配方筛选→D101S；400mL 中小批量常规小试→D16S；1L 高粘度 / 纳米难分散材料→D18S；2L 放大验证→D20S；4L 中试试制→D22S。第二看物料类型与粘度。普通粉体、低粘度物料，D101S/D16S 单乳棒足够；高粘度膏体、MWCNT、炭黑等纳米团聚粉体，必须选用带刮棒的双乳棒机型 D18S/D20S/D22S。第三看试验目的：单纯配方变量筛选，优先小容量；验证放大效应，选择大容量双乳棒机型。

通用使用注意事项

D 系列全部机型物料接触件为陶瓷乳钵与陶瓷乳棒，适合无机粉体、电池材料、陶瓷、医药、树脂油墨等；设备为台式研发小试设备，并非量产连续生产设备；陶瓷部件易碎，拆装需要轻拿轻放；设备可以调整转速与研磨时间，针对不同粉体，需要提前做工艺条件摸索。

石川 D 系列五款自动研钵，统一核心擂溃技术，依靠容量、乳棒数量、刮棒配置形成梯度产品矩阵，让研发人员在项目不同阶段，使用同一种擂溃原理的设备开展试验，减少不同设备带来的工艺差异，让小试到放大的数据衔接更加顺畅。很多粉体研发项目，从小试到放大更换不同类型研磨设备，工艺原理改变，放大效应难以评估；而石川 D 系列，D101S 到 D22S 保持一致 OR 式擂溃机制，仅仅放大钵体尺寸，工艺逻辑不变，更容易完成工艺放大传递。

在粉体材料研发工作中，合适的样品制备设备，直接决定实验数据可信度。日本石川工场 D 系列自动研钵完整型号矩阵，覆盖微量研发直至 4L 中试，科研人员可以根据单次投料量、物料粘度、粉体分散难度，精准匹配 D101S/D16S/D18S/D20S/D22S 机型，搭建一套连贯稳定的粉体擂溃分散试验体系，支撑新材料从配方探索到中试落地的全流程研发。