陳上達(dá)

摘要：在無(wú)機(jī)非金屬材料的制備過(guò)程中，機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)極為明顯，尤其是大量的固體物質(zhì)本身結(jié)構(gòu)的變化、混合物料等產(chǎn)生化學(xué)變化，給實(shí)際生產(chǎn)帶來(lái)了諸多影響。機(jī)械力化學(xué)在材料研究領(lǐng)域是一種較為先進(jìn)的制造方法，被各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，尤其是在無(wú)機(jī)非金屬材料制備過(guò)程中的應(yīng)用，已經(jīng)取得了大量實(shí)踐成果。本文從機(jī)械力化學(xué)的理論概念著手，分析該專業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)作用機(jī)理與表征技術(shù)，以期對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料制備過(guò)程的實(shí)踐應(yīng)用提供有利的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：無(wú)機(jī)非金屬材料；機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)；研究及表征技術(shù)

前言：在無(wú)機(jī)非金屬材料制備的各項(xiàng)環(huán)節(jié)中，會(huì)涉及到各類制備工藝與技術(shù)，令材料的制備工序及成果更為完善。機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)研究領(lǐng)域的進(jìn)步，使得諸多材料的制備成效有了質(zhì)的飛躍。不僅如此，表征技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了機(jī)械力化學(xué)領(lǐng)域的深入研究，不僅提高了材料中能量供給的密度與頻度，而且解決了多項(xiàng)實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題。

一、機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)的基礎(chǔ)研究

以往有關(guān)機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)的研究?jī)?nèi)容與成果較為豐富，很多專家、學(xué)者對(duì)于該領(lǐng)域中機(jī)械力化學(xué)專業(yè)的發(fā)展較為關(guān)注。就該領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用角度來(lái)看，理論研究對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)帶來(lái)諸多便利，改善了無(wú)機(jī)非金屬材料制備中所存在的生產(chǎn)狀況，有效提升了材料制備環(huán)節(jié)的整體質(zhì)量。

（一）機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)的概述

機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)的基本原理是利用機(jī)械能量來(lái)誘發(fā)材料的化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致材料內(nèi)部組織、結(jié)構(gòu)與機(jī)能等性狀產(chǎn)生變化，借由此項(xiàng)效應(yīng)的機(jī)理，對(duì)實(shí)際的材料生產(chǎn)過(guò)程與生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行合理改進(jìn)。機(jī)械力化學(xué)不僅能使材料發(fā)生破裂、變形、改變體積形態(tài)等物理變化，而且能使材料物質(zhì)隨著體積和表面積的增減，而造成內(nèi)部能量的轉(zhuǎn)換效應(yīng)，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，從而影響材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。在無(wú)機(jī)非金屬材料制備中，也利用了機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)及相關(guān)的表征技術(shù)，提升了材料制備的效能。

（二）無(wú)機(jī)非金屬材料制備過(guò)程中的機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)

是根據(jù)物料的物理特性、料塊的大小和所要求的細(xì)化程度來(lái)選擇的。對(duì)于堅(jiān)硬物料，應(yīng)采用擠壓、彎曲和劈裂；對(duì)于脆性物料，應(yīng)采用沖擊和劈裂；料塊較大時(shí)，應(yīng)采用劈裂和彎曲；料塊較小或排料粒度要求很小時(shí)，則應(yīng)采用沖擊和研磨[1]。粉碎方法如果選擇不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)粉碎困難或過(guò)度粉碎現(xiàn)象，兩者都會(huì)增大粉碎過(guò)程中的能量消耗。

二、無(wú)機(jī)非金屬材料制備過(guò)程中所應(yīng)用的表征技術(shù)

材料表征技術(shù)的改進(jìn)促進(jìn)了機(jī)械力化學(xué)領(lǐng)域的研究，表征技術(shù)的發(fā)展對(duì)于無(wú)機(jī)非金屬材料的制備過(guò)程帶來(lái)有利的影響。

（一）機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)的表征理論研究

表征理論與技術(shù)的沿革經(jīng)歷了較長(zhǎng)的發(fā)展時(shí)期，相關(guān)的理論研究圍繞著四項(xiàng)主要內(nèi)容展開，即透射電鏡法、光子相關(guān)譜、比表面積法與X射線小角散射法等[2]。表征理論研究?jī)?nèi)容中的各類技術(shù)方法都有其局限性與優(yōu)勢(shì)特性。例如：光子相關(guān)譜法對(duì)于無(wú)機(jī)非金屬的制備過(guò)程有一定幫助作用，在某一角度下所測(cè)散射光的強(qiáng)度和位相將取決于顆粒在光束中的位置，由于顆粒在液體中不斷地作布朗運(yùn)動(dòng)，它們的位置隨機(jī)變動(dòng)，因而其散射光強(qiáng)度也隨時(shí)間波動(dòng)[3]。這樣一來(lái)，就可以改良無(wú)機(jī)非金屬材料的質(zhì)地。

（二）表征技術(shù)的發(fā)展

隨著各類材料制備過(guò)程的細(xì)化，新的表征技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來(lái)，填補(bǔ)了以往機(jī)械力化學(xué)研究領(lǐng)域的疏漏，擴(kuò)大了實(shí)踐規(guī)模。經(jīng)過(guò)機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)對(duì)材料進(jìn)行粉磨處理之后，其物質(zhì)密度的變化也會(huì)根據(jù)物質(zhì)材料本身的性質(zhì)差異而產(chǎn)生不同的變化。所以，在針對(duì)特種材料的制備過(guò)程中就需要運(yùn)用到表征原理及其技術(shù)。固體材料的表征技術(shù)所涉及的理論分支眾多，包括有射線光電子能譜分析技術(shù)與固體材料的質(zhì)譜分析技術(shù)等，在無(wú)機(jī)非金屬材料的制備中，主要應(yīng)用到以上兩種理論和技術(shù)。其中，射線光電子能譜分析技術(shù)是一種較為直觀的制備材料測(cè)定方式，尤其是對(duì)于納米顆粒，不僅可以明顯觀察出物質(zhì)的物理狀態(tài)，而且能夠根據(jù)材料成像的狀態(tài)來(lái)估算出顆粒的厚度和表面積[4]。在實(shí)際的材料制備過(guò)程中，如若將物質(zhì)顆粒進(jìn)行包埋與切片處置，則可以利用該類表征技術(shù)對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)施深層分析，從而準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)出該類物質(zhì)的顆粒數(shù)目。另外，通過(guò)光電子的運(yùn)用效應(yīng)，將懸浮于液體表面的細(xì)微顆粒呈現(xiàn)出來(lái)，造成物質(zhì)顆粒有規(guī)律的進(jìn)行遷移。由于此項(xiàng)效應(yīng)與技術(shù)的作用，為無(wú)機(jī)非金屬材料制備提供了較為創(chuàng)新的生產(chǎn)思路。應(yīng)用表征技術(shù)改善無(wú)機(jī)非金屬材料制備的過(guò)程，提高了生產(chǎn)效率，提升了傳統(tǒng)的材料制備水平。可見，將機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)的相關(guān)研究對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)極為有益。

結(jié)束語(yǔ)：

在針對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料制備領(lǐng)域所進(jìn)行的研究中，很多該領(lǐng)域?qū)＜液蛯W(xué)者對(duì)于機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)的理解仍處在理論層面，而對(duì)于指導(dǎo)實(shí)踐而言，還需要將知識(shí)理論與技術(shù)做進(jìn)一步拓展延伸。通過(guò)對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料制備過(guò)程的探究，分析機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)對(duì)制造過(guò)程所造成的影響而知，需要提高材料中能量的利用率，改進(jìn)傳統(tǒng)的制備技術(shù)，同時(shí)，仍需加強(qiáng)表征理論的在無(wú)機(jī)非金屬材料制備中的實(shí)踐能效，從而完善表征技術(shù)，以此來(lái)提高材料的制備效率[5]。

參考文獻(xiàn)：

[1]李競(jìng)先，黃康明，吳基球.無(wú)機(jī)非金屬材料制備中機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)的基礎(chǔ)研究及表征技術(shù)[J].硅酸鹽學(xué)報(bào)，2010，12（06）：156-157.

[2]許紅婭，王芬，解宇星.機(jī)械力化學(xué)法合成無(wú)極材料的研究進(jìn)展[J].華宏新型材料，2010，6（06）：112-113.

[3]吳其勝，高樹軍，張少明，楊南如.機(jī)械力化學(xué)合成納米晶PZT的研究[J].硅酸鹽學(xué)報(bào)，2011，11（06）：144-145.

[4]吳建其，盧迪芬.無(wú)極非金屬材料粉磨中的機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)[J].材料導(dǎo)報(bào)，2010，10（05）：156-158.

[5]帥英，張少明，路承杰.機(jī)械力化學(xué)研究進(jìn)展及其展望[J].新技術(shù)新工藝，2010，12（06）：146-148.endprint