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由于機械合金化的反應過程的復雜性,導致其反應機理也非常復雜。經過幾十年的理論探索研究,人們對其機理的認識也漸趨成熟。如今機械合金化作為制備新材料的一種重要方法,日益受到世界材料界的關注,因此了解它的反應機理至關重要。到目前為止,圍繞反應中的某一種主要現象,提出了很多的反應機理。湖南機械合金高能球廠家主要介紹了幾個相對比較成熟的機理以供學習和參考。

1界面反應為主的反應機理
一般來說,有固相參加的多相化學反應過程是反應劑之間達到原子級結合、克服反應勢壘而發生化學反應的過程,其特點是反應劑之間有界面存在。在球磨過程中粉末系統的活性達到足夠高時,球與粉末顆粒相互碰撞的瞬間造成的界面溫升誘發了此處的化學反應,(如一些材料工作者報導的機械合金化過程中的燃燒合成反應(SHS)現象),反應產物將反應劑分開,反應速度取決于反應劑在產物層內的擴散速度。在球磨過程中,由于粉末顆粒不斷發生斷裂,產生了大量的新鮮表面,并且反應產物被帶走,從而維持反應的連續進行,直至整個過程的結束。

2擴散為主的反應機理
在高能球磨過程中,粉末被反復破碎和焊合,產生大量新鮮的結合界面,形成細化的多層狀復合顆粒。繼續研磨,由于塑性變形內部缺陷(空位、位錯等)增加導致晶粒進一步細化。此時在其內組元間發生了固態反應擴散,其擴散有三個特點:擴散的溫度較低;擴散距離很短;體系能量增高,擴散系數提高。