高能球磨法
机械力化学(mechanochemistry ,又称高能球磨high - energy ball milling) 一经出现,就成为制备超细材料的一种重要途径。传统上,新物质的生成、晶型转化或晶格变形都是通过高温(热能) 或化学变化来实现的。机械能直接参与或引发了化学反应是一种新思路。机械化学法的基本原理是利用机械能来诱发化学反应或诱导材料组织、结构和性能的变化, 以此来制备新材料。作为一种新技术,它具有明显降低反应活化能、细化晶粒、极大提高粉末活性和改善颗粒分布均匀性及增强体与基体之间界面的结合,促进固态离子扩散,诱发低温化学反应,从而提高了材料的密实度、电、热学等性能,是一种节能、高效的材料制备技术。它的研究必将推动新材料研究及相关学科的发展。就材料科学而言,机械力化学是一个有较宽广研究空间的领域。同时,目前取得的成就已足以表明该技术具有广阔的工业应用前景。
有关机械力化学的概念是Peter 第一次在60 年代初提出的,他把它定义为:“物质受机械力的作用而发生化学变化或者物理化学变化的现象”. 从能量转换的观点,可以理解为机械力的能量转换为化学能. 事实上机械力化学效应的发现可追溯到1893 年,Lea在研磨HgCl2 时,观察到少量Cl2 逸出,说明HgCl2 有部分分解.在材料学科领域,对机械力化学效应的研究始于50 年代,Takahashi在对粘土作长时间粉磨时,发现粘土不仅有部分脱水,同时结构也发生了变化. 80 年代以来,这一新兴学科更扩展至冶金、合金、化工等领域,得到了广泛应用. 至90 年代以来,国际上,尤其是日本,对机械力化学的研究和应用十分活跃. 在无机材料学科领域,Saito 和Senna做了大量的研究工作和应用开发. 在水泥学科方面的研究则刚刚起步,我国华南理工大学对水泥熟料矿物在粉磨时引起矿物结晶程度退化和矿物活性作了初步研究. 目前国内在这一领域的报道,较多的是集中于对粉体物料的微细化,因此在这一领域还有待更深入地进行研究.
通过高能球磨，应力、应变、缺陷和大量纳米晶界、相界产生,使系统储能很高(达十几kJPmol) ,粉末活性大大提高,甚至诱发多相化学反应。目前已在很多系统中实现了低温化学反应,成功合成出新物质。
至今已经用机械化学研制出超饱和固溶体、金属间化合物、非晶态合金等各种功能材料和结构材料，也已经应用在许多高活性陶瓷粉体、纳米陶瓷基复合材料等的研究中。