王赫 陈姚志 谢振朋 张昊泽

摘要：将化学应用于机械当中，已成为了一门学科，这门学科是专门研究在高能机械的反应下，将会发生什么的物理变化，在今后，冶炼金属、化工产品、材料、加工矿产品、环境保护也会应用到这一学科，随着时代发展，该学科的研究范围也在不断地扩大。该篇论文主要讲述了化学应用在机械中的发展，讲解化学机械如何应用和其产生的效应。重点是阐述在粉体材料的制造设备上，粉体改性和离子电池等制造设备的应用研究上，并对以后的工作开展规划了蓝图。

关键词：化学；机械力；粉体材料；电极

应用化学的机械主要包括机械力学、无机和有机化学，也包括表面的、固体的、结构性的、合成的化学，该学科是一门包含诸多研究的交叉学科，主要是应用在高能机械的作用下，将会发生什么样的物理反应。现在，应用化学的机械已经是一门热点的学科，在研究冶炼金属、化工产品、材料应用和加工矿物还有环境保护等方面。可以预见的是，今后该门学科将在高科技的领域展现出独一无二的作用和极大的潜力。因此，本文作者对应用化学的机械力进行研究叙述。

1.机械力的作用原理

物质性质受机械力的影响形成过程非常复杂，而且能量的供给和消耗的原理也不甚明白，因此现在还没有一种理论能够对其产生的作用不能进行定性、定量的并且能够合理的解释。目前对其进行解释主要有两个理论。

（1）在机械力效应下的等离子模型。晶格在机械力的影响下会造成松弛，严重的情况下会产生结构裂解的现象，因此高能电子以及离子在此作用下会形成等离子区域。在此作用下，电子能量能超过10ev，但是一般在温度超过1000摄氏度的情况下，电子能量也仅仅只有4ev，即使是紫外电子在光化学的作用下，能量也不会大于6ev。因此得出一个结论，就是在化学作用下机械力，可以进行所有热化学不能通过的反应。

（2）粉体的颗粒在磨粉的作用下，因为表面的化学材料会形成断裂，因此会产生不饱和的现象，也会激发出自由离子，形成电子，造成晶格缺陷、转变晶型，出现非晶化的现象，会造成晶体的内部能量增高，但在物质的内部，快速形成的裂纹会将温度压力升高，顶端的温度可以上升为1000摄氏度以上，最终会明显增大常数和速率，所以会很容易发生化学反应并且增加反应率的速度。

2.机械力作用

2.1 物理的作用

其实物理效应是最能直接表现物质的特征，所以由物理效应造成的改变也会第一时间得到关注。颗粒粒径的改变，表面积的改变都能表现出物理效应，密度的改变、颗粒吸附力的改变、电性的变化、离子交换力的改变都是物理效应的表现。颗粒粒径的改变和表面积的改变是因为物理在受到研磨后，在开始先表现为外在的变化，其次才是颗粒发生细化，由此而来的是表面积也会增加。虽然，颗粒粒径会随着时间的拉长，表面积不断的降低，但是，在一段时间后，表面积又会下降。在观察氧化铝的时候发现，粉末状的颗粒会在最开始的时候细化速度很快，随着时间的拉长，粒径的改变并不是太明显；虽然时间增加，粉末团聚的现象出现，表面积却是会下降。研究表明，球磨时间的变化和表面积的改变并不存着直接的关系。密度发生变化是由于物料粉碎后表面的密度会产生变化，这是因为颗粒大小的级别不一致而产生的；但是真密度的改变，是和晶体结构发生改变或者是产生化学反应相关。在机械力的效用下，由于晶体结构发生变化，晶体趋向于没有顺序，所以矿物结构会产生疏松，密度会被降低。由于颗粒吸附能力、电性的改变和离子交换力的改变是发生在粉碎了矿物颗粒后，在断裂的表面上产生了不饱和的键，和带电的单元，因此是颗粒处在不稳定的状态，颗粒的活性被增加，表面的吸附力会被提高。在对高岭土煅烧的过程中发现，超细颗粒对水的吸附力显著的要好于没有研磨的样品。而且高岭土中含有的铝随着时间的增加被替换掉的量慢慢不断增加，当球磨的时间为6分钟时，铝的替换量比没有经过研磨的时候提高了一倍。在烧钛酸钡时，如果将原粉预先先在适宜的条件下进行细细研磨，能使最终的成品在室温的条件下提高了2到3倍。

2.2化学产生反应

化学效应对机械力的作用还包含结晶状态被改变，并且产生化学反应。物质结晶的结构被改变，是由于在机械力的不断作用下，晶体结构会产生各种各样的变化，例如，由于表层的变化，会使粉体的表面进行重新排列，将会产生缺陷、畸变、转变等反应。而且由于化学反应，一般会是在原子的水平上进行互相扩散，等到平衡状态出现时，固体间的状态会发生扩散，位移的密度和晶格的分布都将对机械活性产生依赖。固体的分散速度受制于机械活性。而且因为固体的扩展速度被位错的数量运动所控制，位错数量会因为晶格变形而增加，这表明在机械力的效应下，能直接的增大自动发散的速度。所以，在室温的作用下，化学应用于机械力将会存在密切的关系，因此固体间发生诱发反应是存在这种情况的。

3.化学应用于机械力的发展

3.1 制造粉体材料的设备

现在由于制造粉体材料的设备比较多，但是大概可以分成三种方法，一种是固相法，一种是液相法，最后一种是气相法。这三种方法在过去的十多年间得到了充足的发展，但是设备的价格太高，适用的范围过于狭窄，流程过长等问题。但是将化学应用于机械，为制造超细粉体的设备提供的新的可能性。

3.2改变粉体的特性

在机械力的效用下，粉体将会产生新鲜的表层，然后在高湍流的影响下，力学也会发生化学反应，并且及时的与化学发生反应，能够达到改善的目的。以下是几个人对改变粉体特性的研究：

吴翠玲等用滑石等为研究材料，将硬脂酸添加进去，然后再运用超高音速的产生的机械力，在粉碎矿物后，从而改变盐矿物的特性。

宋功保等人是以超音速为基础，研发了改变表面剂胶，并且根据不同的扩散程度，根据其不相同的目的将其安装在各个位置。

4 愿景

结合上边所说，由于化学应用的扩展，机械力于化学结合，也会随着时间不断发展，在冶炼金属，化工产品，制造材料、矿产品加工等方面已经显示出其广阔的发展空间。因此深入地进行讨论该学科是很有必要的，是科学发展的必要要求，对于使用到现实生活中来的话，随着科技的快速发展，该学科作为一门新的反应途径，必然会拥有着举足轻重的作用。

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