Mehanohemijski tretman je postupak mlevenja prahova u različitim tipovima mlinova („mehanohemijskim reaktorima“) pri čemu dolazi do niza fizičko-hemijskih promena materijala. Smatra se da je mehanohemijski tretman moćna tehnika za sintezu raznih klasa materijala, među koje spadaju i oni koje je inače teško dobiti drugim metodama kao što su jedinjenja međusobno nerastvornih elemenata kao i jedinjenja visoke tačke topljenja.
Tokom višegodišnjeg rada na ovoj problematici u Institutu je sintetizovan veći broj metalnih i keramičkih sistema (tabela) na kojima su ispitivane strukturne promene tokom mlevenja kao i uticaj parametara mlevenja na kinetiku i proizvod mehanohemijskog tretmana. Karakteristično za sve ispitivane sisteme je obrazovanje veoma neuređene strukture: nanokristalne ili amorfne . Identifikovano je nekoliko fenomena odgovornih za odvijanje reakcija indukovanih mlevenjem: permanentno lomljenje i slepljivanje čestica praha i obrazovanje atomski čistih površina („svežih površina”); obrazovanje nanokristalnih struktura i lokalno zagrevanje (pojava visokoenergetskih, lokalizovanih i kratkotrajnih mesta – „vrelih tačaka”).
Koristeći mehanohemijsku metodu u kombinaciji sa sintezom samorasprostirućim talasom sagorevanja, moguće je sintetizovati najrazličitije kompozitne sisteme vrlo savremenog sastava. Fino dispergovane faze TiO2 i ZrO2 u okviru elektroprovodne Cu matrice su dobijene kao i submikronske čestice W redukcijom šelita (CaWO4 ) sa magnezijumom i aluminijumom.
S obzirom da suština procesa mehanohemiskog tretmana nije dovoljno poznata to se čine napori u pokušaju tumačenja i generalizacije složenih fenomena tokom disipacije mehaničke energije.
Sistemi (materijali) sintetizovani mehanohemijskim tretmanom
Polazni materijal |
Proizvod |
Medijum za mlevenje |
Atmosfera/mazivo |
Cu - 50 at.%Zr smeša prahova |
Amorfna CuZr legura |
Čelik |
Vazduh/ suvo mlevenje |
Ni - 50 at.%Ti smeša prahova |
Amorfna NiTi legura |
Čelik |
Argon/ etanol |
smeša prahova La, Ni, Ce, Co, Mn i Al |
Amorfna legura nominalnog sastava La 0.8 Ce 0.2 Ni 2.5 Co 0.2 Mn 0.4 Al 0.3 |
Čelik |
Argon/ heksanol |
smeša prahova Mg, Ni i Cu (ili V) |
Nanokristalna Mg 2 Ni legura, t.j., Mg 2 Ni 0.75 Cu 0.25 , Mg 2 Ni 0.6 Cu 0.4 and Mg 2 Ni 0.75 V 0.25 |
Čelik |
Argon/ etanol |
ZnO - 50 at.% Al2O3 smeša prahova |
ZnAl2O4 spinel |
Al2O3 |
Vazduh/ suvo mlevenje |
NiO - 50 mol.% Fe2O3 smeša prahova |
NiFe2O4 spinel |
Čelik |
Vazduh / suvo mlevenje |
a-Fe2O3 |
a-Fe2O3-Fe3O4-FeO |
Čelik |
Vazduh ili kiseonik/ suvo mlevenje |
Bi2O3-60 mol.%TiO2 ili Bi4Ti3O12 |
Amorfan Bi4Ti3O12 |
Čelik |
Vazduh/ suvo mlevenje |
smeša prahova a -Bi2O3 i PbO (ili ZnO, SiO2, Fe2O3 ) |
g -Bi2O3 |
Čelik ili ZrO2 |
Vazduh/ suvo mlevenje |
smeša prahova La2O3, TiO2, MgO i Fe2O3 |
LaMg 0.5 Ti x FeyO3 perovskit |
Čelik |
Vazduh/ suvo mlevenje |
Značajnije publikacije
| Aerosol sinteza finih čestica i filmova | Neravnotežni materijali i mehanohemija | Novi biomaterijali |
| Polimerne mikro i nanočestice u cilju kontrolisane dostave medikamenata |
| Sinteza i karakterizacija katodnih materijala za litijum jonske akumulatore | Funkcionalno gradijentni materijali |
|