به طور کلی اصطلاحهای مکانوشیمیایی و آلیاژهای مکانیکی به معنی فعال سازی واکنش های شیمیایی و ایجاد تغییرات ریز ساختاری به کمک انرژی مکانیکی هستند . تاریخچه استفاده از انرژی مکانیکی جهت فعال سازی یک واکنش شیمیایی به سالیان دور و به دوره انسان های نخستین بر می گردد ؛ زمانی که از سنگ چخماق جهت روشن کردن آتش استفاده می کردند . واژه مکانو شیمیایی نخستین بار به منظور نشان دادن اثر انرژی مکانیکی روی واکنش های شیمیایی مورد استفاده قرار گرفت . اما کاربرد فرایندهای مکانوشیمیایی به شکل امروزی آن در پایان قرن 19 آغاز شد . محققان در آن دوره زمانی نشان دادند که چگونگی و کیفیت تجزیه و تصعید جیوه و هالیدهای نقره هنگام استفاده از دو روش گرمایش معمولی و پودرسازی درون هاون متفاوت است . از این رو تکنیک مکانوشیمیایی و شیمی اصطکاکی به خصوص در اروپا تاریخچه ای طولانی دارد . از این تاریخ ثابت شد که گرمایش منطقه ای تنها ساز و کار ممکن برای آغاز واکنش های شیمیایی نیست و اثر شیمیایی عملیات مکانیکی در سیستم های فراوانی مورد بررسی قرار گرفت . با پیشرفت هایی که در دهه 1990 و در زمینه تولید مواد پیشرفته با کمک روش های مکانیکی صورت گرفت ، تحقیقات در این زمینه متحول شد . تولید فازهای ناپایدار ، مواد نانوبلوری ، آمورف و ترکیبات بین فلزی به روش آلیاژسازی مکانیکی به طور قابل توجهی مورد مطالعه قرار گرفت . برخی از کاربردهای رو های مکانوشیمیایی عبارتند از :
- پخش کردن فازهای ثانویه (معمولاً اکسیدی) بسیار ریز
- گسترش حد حلالیت
- کاهش اندازه دانه ها به مقیاس نانومتری
- تولید فازهای بلورین و کوازی بلورین جدید
- گسترش فازهای آمورف (شیشه ای)
- نامنظم کردن ترکیبات بین فلزی منظم
- آلیاژکردن عناصری که به سختی آلیاژ می شوند .
- پیش برد واکنش های شیمیایی در دمای پایین
فرایندهای مکانوشیمیای در اکثر موارد – همانگونه که در شکل 1-1 نشان داده شده است – با استفاده از آسیای گلوله ای و انرژی حاصل از برخورد با هم و یا برخورد گلوله ها با دیواره محفظه آسیا انجام می شوند .
شکل
برخورد گلوله ها باعث خرد شدن ذرات شده و تغییر فرم و کار سختی آنها را به دنبال دارد . سطوحی در مقیاس اتمی در اثر شکست ایجاد می شود . سطوح جدید با قرار گرفتن میان گلوله ها به هم جوش می خورند . فرایندهای رقیب جوش سرد ، تغییر شکل و شکست ذرات ادامه پیدا می کنند و به تغییرات ترکیبی و ریز شدن ساختار منجر می شوند . آسیاهای گلوله ای متفاوتی در این سری از تحقیقات به کار رفته اند و هر کدام متغییرهای مربوط به خود را دارند . فرایندهای مکانوشیمیایی بسیار پیچیده بوده و متغییرها وابستگی شدیدی به روش و سیستم پودری مورد نظر دارند . هر چند در این راستا واکنش های منفرد بسیاری مورد مطالعه قرار گرفته اند ؛ بنابر آنچه گفته شد اصول کلی حاکم بر فرایندهای مکانوشیمیایی خود را به کندی نشان می دهند . از سوی دیگر ظرفیت بالقوه این روش جهت تولید مواد جدید ، روش مکانوشیمیایی را به حوزه ای پیشرفته و قابل توجه مبدل کرده است .
آلیاژسازی مکانیکی که بویژه در تهیه آلیاژها از عناصر فلزی به کار می رود ، رایج ترین نوع واکنش های مکانوشیمیایی محسوب می شود . تاریخچه استفاده از آلیاژسازی مکانیکی جهت تولید پودرهای آلیاژی تنها به 20 سال قبل باز می گردد . اولین بار بنجامین (3 و 4) از این تکنیک جهت تولید آلیاژی در سطوح اتمی از ترکیب Fe – Cr استفاده کرد . مطالعات بنجامین راهنمای تولید سوپر آلیاژهای ODS شد که بعدها به تنها روش اقتصادی تولید این سوپر آلیاژها تبدیل شد .
آلیاژسازی مکانیکی به تغییرات چشمگیری در زیر ساختار از جمله : نانو کریستال شدن دانه ها ، افزایش حد حلالیت در حالت جامد ، بی نظمی شبکه ، تشکیل فازهای ناپایدار و نیمه پایدار و آمورف می شود . کوچ ساختارهای آمورفی با استفاده از آلیاژسازی مکانیکی تولید کرد که پیشرفت بزرگی در این زمینه محسوب می شد . در پی آن دو گروه تحقیقاتی به رهبری وبر و بکر تحقیقات وسیعی در زمینه تشکیل ساختارهای آمورف طی آلیاژسازی مکانیکی در دهه های اخیر انجام دادند .
شامل 109 صفحه فایل WORD قابل ویرایش
دانلود تحقیق تولید نانو کامپوزیت Cu – Al2O3 از طریق آسیاکاری مخلوط پودری مس , اکسید مس , آلومینیوم در آسیایی کم انرژی