Що таке механічна активація?
Чи можна провести реакцію між порошками без нагріву в печі?
Як управляти процесом синтезу в планетарної млині?
Які параметри впливають на ступінь проходження механохимической реакції?
При обробці порошків в планетарної кульовий млині, на тлі подрібнення, відбуваються структурні зміни в речовині. Утворюється безліч дефектів, речовина стає реакционноспособним. При обробці декількох реагентів, відбувається взаємодія між ними - хімічна реакція. Однак, як при термічній активації твердофазних реакцій, для ініціювання механохимической реакції потрібно підвести до порошку достатню кількість механічної енергії.
Енергію в порошок можна підвести за допомогою планетарної млини-активатора. якщо збільшити швидкість обертання центральної осі і барабанів. Кулі в планетарної млині імпульсно впливають на порошок, і сила такого впливу (і наслідки, у вигляді ступеня перетворення в хімічній реакції) залежать від прискорення, з яким ці кулі рухаються всередині барабана в поле відцентрових сил. Прискорення залежить від радіуса і квадрата кутової швидкості центральної осі. Так само квадратично, з оборотами, зростає навантаження на опори обертання.
Задавши співвідношення швидкостей обертання можна реалізувати в барабані ударний режим. зсувний, вихровий або їх комбінацію. Подрібнювати реагенти краще в ударному режимі. А ось якщо треба перемішати суміші, а то і хімічну реакцію провести між порошками - зсувний режим буде корисний.
Можна так само програмувати чергування режимів, проводячи механохимічеськую реакцію.
Наведемо приклад: Стартуємо з суміші великих порошків - реагентів. Для початку їх потрібно подрібнити і перемішати. Включаємо ударний режим, потім вихровий. Через пару хвилин у нас мелкодісперсная суміш реагентів. Збільшуємо інтенсивність і в ударно-сдвиговом режимі проводимо активацію суміші, до повного проходження реакції. Але продукт агломерованої, тому потрібно ще пару хвилин обробки в ударному режимі, і тонко помелену продукт механохимической реакції можна вивантажувати з барабанів.
Застосування механічної активації речовин, для виробництва нових матеріалів раніше стримувалося відсутністю надійно працюють млинів активаторів. Зараз такі млини створені і працюють на благо науки і виробництва.
Аввакумов Є.Г. Механічні методи активації хімічних процесів. Новосибірськ: Наука, Сиб. Від. 1986, 303 с.
Бутягин П.Ю. Розупорядкування структури і МЕХАНОХІМІЧНО реакції в твердих тілах, Успіхи хімії, 1984, т.53, з 581-589.
вихідний порошок кремнію
вихідний порошок заліза
порошок дисилицида заліза після механохимической обробки на планетарної кульовий млині
Fe + Si = FeSi 2