摘要
近年來(lái)，基于機(jī)械力化學(xué)發(fā)展起來(lái)的反應(yīng)球磨技術(shù)在新材料的開發(fā)和研制中
占著越來(lái)越重要的作用。在現(xiàn)有的研究中，對(duì)固-固和固-氣系的研究較多，而對(duì)
固-液體系的研究較少。在對(duì)固-液體系的研究中，大多數(shù)是針對(duì)金屬粉末在有機(jī)
溶劑中球磨而進(jìn)行的，對(duì)金屬粉末在無(wú)機(jī)溶劑中球磨的研究就更少了。
本文根據(jù)機(jī)械合金化及機(jī)械力化學(xué)等相關(guān)理論，以Ti、TiO2、Fe、Fe2O3為
球磨對(duì)象，研究了上述粉末按不同組合在水溶液中的球磨情況，并采用機(jī)械合金
化方法與其做對(duì)比，具體試驗(yàn)結(jié)果如下：
（1）對(duì)于Ti-H2O系而言，通過(guò)高能行星式球磨機(jī)，在50ml蒸餾水溶液中
以鋼球?yàn)槟デ蛩i粉，球料比60：1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速370rpm，球磨90小時(shí)可以
得到Ti固溶于Fe中形成的固溶體，F(xiàn)e為鋼球剝落所至。經(jīng)計(jì)算，鐵晶格常數(shù)
膨脹了1.12%，其終產(chǎn)物明顯細(xì)化，粉末顆粒尺寸達(dá)到80~100nm；其余條件不
變，改變?nèi)芤篜H值，加少許鹽酸或NaOH，使PH值分別為3，11。結(jié)果表明，
溶液的酸堿性不會(huì)影響最終產(chǎn)物的形成，但會(huì)影響產(chǎn)物的形成速率。酸堿均在不
同程度上抑制了反應(yīng)的進(jìn)程，其終產(chǎn)物的生成速率為：中性溶液〉酸性溶液〉堿
性溶液。
（2）在中性蒸餾水環(huán)境下分別球磨Fe2O3+TiO2，F(xiàn)e+Ti兩個(gè)粉末組合，蒸
餾水80ml，球料比50：1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速300rpm。球磨一定時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)TiO2固
溶于Fe2O3中，Ti固溶于Fe中，前者伴有極少量雜質(zhì)峰（TiO2和FeTiO3）存在。
在同樣條件下水磨Fe+TiO2混合粉末，兩者很難發(fā)生反應(yīng)，僅有少量FeTiO3生
成。水磨上述組合均可使產(chǎn)物的顆粒尺寸達(dá)到納米級(jí)，在20~100nm之間不等且
形貌均勻。
（3）機(jī)械合金化對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)參數(shù)保持與（2）中一致，對(duì)α-Fe2O3+TiO2，
Fe+Ti，F(xiàn)e+TiO2三個(gè)粉末組合分別進(jìn)行機(jī)械合金化，其結(jié)果如下：
對(duì)α-Fe2O3+TiO2以及Fe+TiO2兩個(gè)組合，對(duì)其分別球磨可得到相同產(chǎn)物
FeTiO3，有極少量的雜質(zhì)峰Fe峰存在。而機(jī)械合金化Fe+Ti混合粉末，則在Ti
固溶于Fe之后，有進(jìn)一步非晶化趨勢(shì)。上述機(jī)械合金化所得產(chǎn)物的尺寸平均在
0.1~0.5μm之間。
關(guān)鍵詞：機(jī)械力化學(xué)；機(jī)械合金化；固溶體
摘要............................................................................................................
Abstract.......................................................................................................
第1章緒論...........................................................................................
1.1機(jī)械力化學(xué)的起源..........................................................................
1.2機(jī)械力化學(xué)作用過(guò)程及其機(jī)理.......................................................
1.2.1機(jī)械力化學(xué)作用過(guò)程............................................................
1.2.2機(jī)械力化學(xué)作用機(jī)理............................................................
1.3機(jī)械力誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)的機(jī)制...........................................................
1.3.1界面反應(yīng)機(jī)制........................................................................
1.3.2自蔓延反應(yīng)(SHS)機(jī)制...........................................................
1.3.3固溶－分解機(jī)制....................................................................
1.4機(jī)械力誘發(fā)的化學(xué)反應(yīng)..................................................................
1.4.1固－固反應(yīng)...........................................................................
1.4.2氣－固之間的機(jī)械力化學(xué)作用..............................................
1.4.3固－液之間的機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)..............................................
1.5機(jī)械力化學(xué)和機(jī)械合金化的主要區(qū)別............................................
1.6固液球磨........................................................................................
1.6.1金屬液體—固態(tài)金屬粉末的球磨.........................................
1.6.2有機(jī)溶劑—固態(tài)金屬粉末的球磨.........................................
1.6.3水溶液—固態(tài)金屬粉末的球磨..............................................
1.7固液反應(yīng)球磨過(guò)程中的打擊－剝落模型.......................................
1.7.1總體反應(yīng)過(guò)程模型................................................................
1.7.2固液反應(yīng)球磨中的固液反應(yīng)模型.........................................
1.8固液反應(yīng)球磨技術(shù)的特點(diǎn)..............................................................
1.9球磨制備非平衡相材料..................................................................
1.9.1球磨引起的固溶度擴(kuò)展.........................................................
1.9.2球磨制備納米晶材料............................................................
1.10論文選題的源起及研究?jī)?nèi)容........................................................
1.10.1論文選題的源起..................................................................
1.10.2研究?jī)?nèi)容.............................................................................
第2章實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方案.............................................................................2.1實(shí)驗(yàn)裝置介紹.................................................................................
2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)設(shè)備.........................................................................
2.3實(shí)驗(yàn)方案........................................................................................
第3章不同酸堿度條件下水磨Ti粉.....................................................
3.1實(shí)驗(yàn)材料及方法.......................................