摘要
高能球磨方法由于方法簡(jiǎn)單、能耗低、產(chǎn)物顆粒細(xì)小、分布均勻等
優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于納米粉末的制備與研究領(lǐng)域。本文在水溶液中對(duì)反應(yīng)物
進(jìn)行高能球磨，采用XRD與SEM等手段對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行相成分分析及
粉末形貌分析。探究球磨高能環(huán)境下，Zn-H2O體系的反應(yīng)規(guī)律，分析和
討論了不同pH值對(duì)Zn-H2O體系產(chǎn)物的影響；初步的探索了ZnO和金屬
單質(zhì)Ni、Co、W、Fe及對(duì)應(yīng)氧化物混合球磨的固溶規(guī)律及機(jī)械化合生成
物演變規(guī)律。
1、將Zn粉在水溶液中進(jìn)行高能球磨，調(diào)節(jié)溶液p H值。經(jīng)熱力學(xué)和
動(dòng)力學(xué)分析，初步得出堿性環(huán)境促進(jìn)了Zn與水的反應(yīng)，加快了Zn(OH
的生成速度，反應(yīng)程度較劇烈，產(chǎn)物尺寸較為細(xì)小，得到部分Zn(OH
及部分ZnO；中性環(huán)境下，球磨一定時(shí)間后大部分Zn(OH)2會(huì)向ZnO轉(zhuǎn)
變，達(dá)到一定球磨時(shí)間后逐漸保持平衡，生成的ZnO最多；酸性環(huán)境下
反應(yīng)較為平緩，獲得的Zn(OH)2量最多，幾乎不產(chǎn)生ZnO。
2、在中性水溶液中，將Z n O分別與N i、C o、W、F e球磨，反應(yīng)基
本符合金屬活動(dòng)順序規(guī)律，沒(méi)有出現(xiàn)Ni、Fe、Co從ZnO中置換出Zn的
現(xiàn)象。ZnO與金屬單質(zhì)Ni球磨，兩者的衍射峰都有明顯寬化現(xiàn)象，說(shuō)明
體系產(chǎn)物顆?？赡芗?xì)化；ZnO和Co球磨，生成了Co(OH)2，且Co有可
能有微量固溶在ZnO中；ZnO和Fe球磨，沒(méi)有新物質(zhì)產(chǎn)生，F(xiàn)e和Zn
兩者的衍射峰有寬化現(xiàn)象。
3、Z n O和N i 2 O 3球磨，Z n O有可能逐漸向N i 2 O 3固溶，球磨5 8 h時(shí)
固溶度最高，但隨后ZnO又從Ni2O3中脫溶，說(shuō)明ZnO向Ni2O3固溶的
過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程；ZnO和Co3O4球磨，球磨80h后，ZnO峰消失
C o 3 O 4衍射峰寬化，Z n O有可能向C o 3 O 4固溶；Z n O和W O 3球磨，兩種
物質(zhì)衍射峰寬化現(xiàn)象嚴(yán)重，80h到120h，在ZnO和WO3的峰位處出現(xiàn)
了類(lèi)似非晶胞的峰形，形成原因有待進(jìn)一步探討；ZnO和Fe2O3球磨，
8 0 h后產(chǎn)生Z n F e 2 O 4，且Z n F e 2 O 4衍射峰明顯寬化，且隨球磨繼續(xù)進(jìn)行
Z n F e 2 O 4的相對(duì)含量增加；2 0 0 h后，Z n O完全消失，說(shuō)明有部分Z n O向
F e 2 O3固溶，一部分Z n O與F e 2 O3化合為Z n F e 2 O4。
關(guān)鍵詞：Zn；ZnO；高能球磨；固溶

IV
摘要.................................................................................................I
Abstract................................................................................................II
第1章緒論....................................................................................1
1.1機(jī)械力化學(xué)的起源與發(fā)展...........................................................1
1.2機(jī)械力化學(xué)的特點(diǎn)和機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)........................................2
1.3機(jī)械力化學(xué)作用過(guò)程及其機(jī)理....................................................3
1.3.1機(jī)械力化學(xué)作用機(jī)理............................................................3
1.3.2機(jī)械力誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)的機(jī)制................................................3
1.4機(jī)械力誘發(fā)的化學(xué)反應(yīng)...............................................................4
1.5機(jī)械力化學(xué)和機(jī)械合金化的主要區(qū)別........................................7
1.6固液反應(yīng)球磨技術(shù)的提出和發(fā)展................................................7
1.7固液反應(yīng)球磨技術(shù)的特點(diǎn)及機(jī)理................................................8
1.8固液反應(yīng)模型..............................................................................9
1.9固液反應(yīng)球磨過(guò)程中的打擊－剝落模型...................................11
1.9.1總體反應(yīng)過(guò)程模型..............................................................11
1.9.2固液反應(yīng)球磨中的固液反應(yīng)模型......................................12
1.10納米氧化物的制備的方法.......................................................14
1.11論文選題背景及研究?jī)?nèi)容.......................................................17
第2章水磨Zn的生成相演化規(guī)律研究......................................18
2.1引言..........................................................................................18V
2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方案........................................................................18
2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果...................................................................................21
2.4討論和分析...............................................................................27
2.4.1固液反應(yīng)球磨過(guò)程中的打擊-剝落行為.............................27
2.4.2溶液pH值對(duì)生成相的影響..............................................27
2.4.3動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)分析........................................................29
2.5本章小結(jié)...................................................................................30
第3章氧化鋅和幾種金屬單質(zhì)水溶液球磨規(guī)律研究......................31
3.1引言..........................................................................................31
3.2 ZnO和金屬單質(zhì)Ni水磨結(jié)果及分析........................................31
3.2.1金屬Ni的性質(zhì)...................................................................31
3.2.2 ZnO和Ni的水磨實(shí)驗(yàn)及結(jié)果............................................31
3.2.3結(jié)果分析............................................................................33
3.3 ZnO和Co的水磨結(jié)果..............................................................34
3.3.1金屬Co的性質(zhì)..................................................................34
3.3.2 ZnO和金屬單質(zhì)Co的水磨結(jié)果........................................34
3.3.3結(jié)果分析........................................