王赫 陳姚志 謝振朋 張昊澤

摘要：將化學應用于機械當中，已成為了一門學科，這門學科是專門研究在高能機械的反應下，將會發(fā)生什么的物理變化，在今后，冶煉金屬、化工產(chǎn)品、材料、加工礦產(chǎn)品、環(huán)境保護也會應用到這一學科，隨著時代發(fā)展，該學科的研究范圍也在不斷地擴大。該篇論文主要講述了化學應用在機械中的發(fā)展，講解化學機械如何應用和其產(chǎn)生的效應。重點是闡述在粉體材料的制造設備上，粉體改性和離子電池等制造設備的應用研究上，并對以后的工作開展規(guī)劃了藍圖。

關鍵詞：化學；機械力；粉體材料；電極

應用化學的機械主要包括機械力學、無機和有機化學，也包括表面的、固體的、結(jié)構(gòu)性的、合成的化學，該學科是一門包含諸多研究的交叉學科，主要是應用在高能機械的作用下，將會發(fā)生什么樣的物理反應?，F(xiàn)在，應用化學的機械已經(jīng)是一門熱點的學科，在研究冶煉金屬、化工產(chǎn)品、材料應用和加工礦物還有環(huán)境保護等方面?？梢灶A見的是，今后該門學科將在高科技的領域展現(xiàn)出獨一無二的作用和極大的潛力。因此，本文作者對應用化學的機械力進行研究敘述。

1.機械力的作用原理

物質(zhì)性質(zhì)受機械力的影響形成過程非常復雜，而且能量的供給和消耗的原理也不甚明白，因此現(xiàn)在還沒有一種理論能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生的作用不能進行定性、定量的并且能夠合理的解釋。目前對其進行解釋主要有兩個理論。

（1）在機械力效應下的等離子模型。晶格在機械力的影響下會造成松弛，嚴重的情況下會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂解的現(xiàn)象，因此高能電子以及離子在此作用下會形成等離子區(qū)域。在此作用下，電子能量能超過10ev，但是一般在溫度超過1000攝氏度的情況下，電子能量也僅僅只有4ev，即使是紫外電子在光化學的作用下，能量也不會大于6ev。因此得出一個結(jié)論，就是在化學作用下機械力，可以進行所有熱化學不能通過的反應。

（2）粉體的顆粒在磨粉的作用下，因為表面的化學材料會形成斷裂，因此會產(chǎn)生不飽和的現(xiàn)象，也會激發(fā)出自由離子，形成電子，造成晶格缺陷、轉(zhuǎn)變晶型，出現(xiàn)非晶化的現(xiàn)象，會造成晶體的內(nèi)部能量增高，但在物質(zhì)的內(nèi)部，快速形成的裂紋會將溫度壓力升高，頂端的溫度可以上升為1000攝氏度以上，最終會明顯增大常數(shù)和速率，所以會很容易發(fā)生化學反應并且增加反應率的速度。

2.機械力作用

2.1 物理的作用

其實物理效應是最能直接表現(xiàn)物質(zhì)的特征，所以由物理效應造成的改變也會第一時間得到關注。顆粒粒徑的改變，表面積的改變都能表現(xiàn)出物理效應，密度的改變、顆粒吸附力的改變、電性的變化、離子交換力的改變都是物理效應的表現(xiàn)。顆粒粒徑的改變和表面積的改變是因為物理在受到研磨后，在開始先表現(xiàn)為外在的變化，其次才是顆粒發(fā)生細化，由此而來的是表面積也會增加。雖然，顆粒粒徑會隨著時間的拉長，表面積不斷的降低，但是，在一段時間后，表面積又會下降。在觀察氧化鋁的時候發(fā)現(xiàn)，粉末狀的顆粒會在最開始的時候細化速度很快，隨著時間的拉長，粒徑的改變并不是太明顯；雖然時間增加，粉末團聚的現(xiàn)象出現(xiàn)，表面積卻是會下降。研究表明，球磨時間的變化和表面積的改變并不存著直接的關系。密度發(fā)生變化是由于物料粉碎后表面的密度會產(chǎn)生變化，這是因為顆粒大小的級別不一致而產(chǎn)生的；但是真密度的改變，是和晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變或者是產(chǎn)生化學反應相關。在機械力的效用下，由于晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，晶體趨向于沒有順序，所以礦物結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生疏松，密度會被降低。由于顆粒吸附能力、電性的改變和離子交換力的改變是發(fā)生在粉碎了礦物顆粒后，在斷裂的表面上產(chǎn)生了不飽和的鍵，和帶電的單元，因此是顆粒處在不穩(wěn)定的狀態(tài)，顆粒的活性被增加，表面的吸附力會被提高。在對高嶺土煅燒的過程中發(fā)現(xiàn)，超細顆粒對水的吸附力顯著的要好于沒有研磨的樣品。而且高嶺土中含有的鋁隨著時間的增加被替換掉的量慢慢不斷增加，當球磨的時間為6分鐘時，鋁的替換量比沒有經(jīng)過研磨的時候提高了一倍。在燒鈦酸鋇時，如果將原粉預先先在適宜的條件下進行細細研磨，能使最終的成品在室溫的條件下提高了2到3倍。

2.2化學產(chǎn)生反應

化學效應對機械力的作用還包含結(jié)晶狀態(tài)被改變，并且產(chǎn)生化學反應。物質(zhì)結(jié)晶的結(jié)構(gòu)被改變，是由于在機械力的不斷作用下，晶體結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生各種各樣的變化，例如，由于表層的變化，會使粉體的表面進行重新排列，將會產(chǎn)生缺陷、畸變、轉(zhuǎn)變等反應。而且由于化學反應，一般會是在原子的水平上進行互相擴散，等到平衡狀態(tài)出現(xiàn)時，固體間的狀態(tài)會發(fā)生擴散，位移的密度和晶格的分布都將對機械活性產(chǎn)生依賴。固體的分散速度受制于機械活性。而且因為固體的擴展速度被位錯的數(shù)量運動所控制，位錯數(shù)量會因為晶格變形而增加，這表明在機械力的效應下，能直接的增大自動發(fā)散的速度。所以，在室溫的作用下，化學應用于機械力將會存在密切的關系，因此固體間發(fā)生誘發(fā)反應是存在這種情況的。

3.化學應用于機械力的發(fā)展

3.1 制造粉體材料的設備

現(xiàn)在由于制造粉體材料的設備比較多，但是大概可以分成三種方法，一種是固相法，一種是液相法，最后一種是氣相法。這三種方法在過去的十多年間得到了充足的發(fā)展，但是設備的價格太高，適用的范圍過于狹窄，流程過長等問題。但是將化學應用于機械，為制造超細粉體的設備提供的新的可能性。

3.2改變粉體的特性

在機械力的效用下，粉體將會產(chǎn)生新鮮的表層，然后在高湍流的影響下，力學也會發(fā)生化學反應，并且及時的與化學發(fā)生反應，能夠達到改善的目的。以下是幾個人對改變粉體特性的研究：

吳翠玲等用滑石等為研究材料，將硬脂酸添加進去，然后再運用超高音速的產(chǎn)生的機械力，在粉碎礦物后，從而改變鹽礦物的特性。

宋功保等人是以超音速為基礎，研發(fā)了改變表面劑膠，并且根據(jù)不同的擴散程度，根據(jù)其不相同的目的將其安裝在各個位置。

4 愿景

結(jié)合上邊所說，由于化學應用的擴展，機械力于化學結(jié)合，也會隨著時間不斷發(fā)展，在冶煉金屬，化工產(chǎn)品，制造材料、礦產(chǎn)品加工等方面已經(jīng)顯示出其廣闊的發(fā)展空間。因此深入地進行討論該學科是很有必要的，是科學發(fā)展的必要要求，對于使用到現(xiàn)實生活中來的話，隨著科技的快速發(fā)展，該學科作為一門新的反應途徑，必然會擁有著舉足輕重的作用。

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