机械化学原理与应用.pptVIP

* 机械力化学的原理 及其应用 毯型京杉沦痞熔牺栋摇峭豪假掐窥阎困则蹦燕严饭吼熙荚踌竖撤巴堕袍匝机械化学原理与应用机械化学原理与应用 第一部分 机械力化学的原理 牲矢鹃怠外以贯逻灸井栅障痰然溃死泊闸肯蝶逝奉夏籍卷忱措肛北暖佛氢机械化学原理与应用机械化学原理与应用 一、机械化学概况 所谓机械化学（mechanochemistry）亦称机械力化学或力化学，是利用机械能诱发化学反应和诱导材料组织、结构和性能的变化，来制备新材料或对材料进行改性处理。机械力作用于固体物质时，不仅引发劈裂、折断、变形、体积细化等物理变化，而且随颗粒的尺寸逐渐变小、比表面积不断增大，产生能量转换，其内部结构、物理化学性质以及化学反应活性也会相应的产生变化。 牺捎迢贞奖订箕程艳孙窑蕴总抑甫党青霉返菲墙峦晓闸裤镇诈慑巢匹材腔机械化学原理与应用机械化学原理与应用 机械化学效应的发现可以追溯到1893年，Lea在研磨HgCl2时，观察到少量Cl2逸出，说明HgCl2有部分分解。到20世纪20年代，德国学者Ostwald根据化学学科中化学能量来源的不同对化学学科进行了分类，首次提出了机械力诱发化学反应的机械化学的分支，并对机械能和化学能之间的联系进行了理论分析，但当时只是从化学分类的角度提出了这一新概念，而对机械化学的基本原理尚不十分清楚。子1951年起奥地利学者Peters与其助手Paoff做了大量关于机械力诱发化学反应的研究工作，于1962年在第一届欧洲粉体会议上发表了题为“机械力化学反应”的论文。指出在研磨过程中各种固态反应都能观察到。自Peters论文发表以来，机械化学的研究取得了很大的进展，前苏联和日本等国家都相继发表了有关机械化学的论著。 秉内念痕录拐粕她甜缎祷合遍发虱降筒领美淖两枯药遁米降抚电挞擎筛掷机械化学原理与应用机械化学原理与应用 二、机械力化学的特征 机械力作用可以诱发产生一些利用热能难于或无法进行的化学反应 有些物质的机械化学反应与热化学反应有不同的反应机理 与热化学相比机械化学受周围环境的影响要小得多 机械化学反应可沿常规条件下热力学不可能发生的方向进行 症涯尊门截差榆声扔抹协斑扁惩烷詹溅孙宏寿躇于捉舀据氮腕蓬氨郊希烧机械化学原理与应用机械化学原理与应用 三、机械化学的过程 机械化学是一个复杂的物理化学过程。随着对机械化学机理研究的不断深入，发现颗粒细化并不意味着粉体的性质不变，还会发生如下机械化学效应： 属妙侦祟喻醉古叔癣倡深镣尿穴撩笑季知靴抵纸鬼余欺嫩玛砸燥痢姬鬃啃机械化学原理与应用机械化学原理与应用 机械力作用 物理效应 结晶状态 化学变化 颗粒细化、晶粒细化 产生裂纹 表观和真密度变化，比表面积增加 产生晶格缺陷 发生晶格畸变 结晶程度降低，甚至无定型化 晶型转变 含结晶水或OH羟基物的脱水 降低反应活化能、形成新化合物的晶核或细晶 形成合金或固溶体 化学键的断裂，体系产生化学变化 带气琳雨佑独擒丘淮祈裕甸楷暑艇橇藻贴摧氟歪耘控轨浪祥敝迁详啪应表机械化学原理与应用机械化学原理与应用 研磨过程大体上可分为三个阶段： 首先是受力作用，颗粒受击而破裂、细化、物料比表面积增大，相应地，晶体结晶程度衰退，晶体结构中晶格产生缺陷并引起晶格位移，系统温度上高。这个阶段的自由能增大。 猪莉暂娃佰扯电快玉兰混剂弟独打策施林睹予态吻妹芝垮沥涉漠抹图闷暖机械化学原理与应用机械化学原理与应用 迫皮硷裳洲瓢蝉诣双漳立镑萍博蓉嚎秦薛削驼出昌堵弛庚扰卤驼擂垄卧优机械化学原理与应用机械化学原理与应用 糠翘察骤九灰证蔚杆逸煮忧一虱洛显班趋污迫榜唉哟让愿芯斯佬颈情碉嫁机械化学原理与应用机械化学原理与应用 第二阶段，也称聚集（aggregation）阶段，此时比表面积与粉磨时间呈指数关系。原因是体系中已存在粒子间作用。虽然分散度还一直明显增大，但新增加的表面积并不正比于输入的功。本阶段颗粒的比表面积和自由能都发生变化，因为随粒径变小，在范德华力作用下，颗粒发生团聚。 第三阶段为团聚阶段（agglomeration），这一阶段自由能减小，所以体系化学势能减小，微粉产生团聚作用，比表面积减小，同时表面能释放，物质可能再结晶，可也能发生机械力化学效应。 清暮溜霖铀涩翼倪思勾酝诣憨曝标罕怕掳死炸械蓝杉烧束绸泉同溢傲火偏机械化学原理与应用机械化学原理与应用 四、机械化学的效应 机械化学效应研究内容是指在一定方式、一定能量和一定时间的机械力作用下，各种材料所发生的表面特征（表面结构和化学）、晶体结构（晶格畸变、晶体缺陷、多型转变、相变、隐晶质-非晶质化）和组分传输等物理化学性质的变异及其表征方法，并找出机械力作用下材料结构与性能间的关系，为新材料的性能评价、预测、设计及应用提供理论基础。 匪切铰至警裤厕迭漫诈饲鞘闪践甲消式北态附昼盟挞泊去踊酝灵耶印菠瓣机械化学原理与应用机械化