一文了解什么是“机械化学效应”

物料粉碎过程中的“机械力化学效应”是指通过对物料施加机械力而引起物料发生结构及物理化学性质变化的过程。在机械力的不断作用下，物料颗粒尺寸减小、比表面积增大，一定程度后，由于小颗粒的聚集出现粉磨平衡。在粉碎过程中，粉体性质发生了许多机械力化学效应。

粒度的变化

物料经超微粉碎后，最明显的变化就是粒度变细。按照粒度的不同，超细粉体可分为：粒径在1～30μm的微米级、粒径在1～0.1μm的亚微米级和粒径在0.001～0.1μm的纳米级。

晶体结构的变化

在超细粉碎的过程中，由于机械力强烈且持久的作用，物料会在不同程度上发生晶格畸变，如颗粒表面层离子的极化变形与重排、晶粒结构无序化、晶粒尺寸变小、多晶转换等。这些变化可通过X衍射、红外光谱、核磁共振、电子顺磁共振以及差热仪等进行检测。

理化性质的变化

机械力作用引起的物料颗粒细化、产生裂纹、比表面积增加等，最终会引起物料的分散度、溶解度、溶解速率、密度、吸附性、导电性、催化性、烧结性、离子交换能力和置换能力、表面自由能等理化性质的改变。

化学成分的变化

较强烈的机械激活作用会引起物料化学键的断裂，生成不饱和基团、自由离子和电子，产生新的表面，造成晶格缺陷，从而使物料内能增高，处于一种不稳定的化学活性状态，在超细粉碎过程中的某些情况下会直接发生化学反应。反应类型包括分解、气－固、液－固、固－固反应等。

机械化学效应的应用

非金属矿物料可利用机械作用使矿物局部发生晶格畸变，形成晶格缺陷，使晶格内能增高，表面改性、反应活性增强，以便矿物浮选富集和提取，从而改善浸出过程。

非金属矿也可利用搅拌、冲击、研磨等机械作用使改性剂在被改性的颗粒表面均匀分布包覆，增加颗粒与改性剂之间的结合力，从而改变粉体颗粒的表面状态，达到改性的目的。

此外，机械力化学效应还可用于制备纳米材料、合成机高分子、处理有毒废物等。随着对机械力化学效应的深入研究，机械力化学将具备广阔的工业应用前景。