工业与应用化学

机械化学

机械化学利用研磨或球磨等机械作用引发或改变化学转化，通常很少或完全不使用大量溶剂。

直觉由运动驱动的化学

将固体一起研磨不只是混合。冲击、剪切和摩擦会产生新界面、缺陷和局部升温，改变反应速率，有时还能开辟普通溶液中难以实现的路径。

定义: 机械化学反应

由传递给物质的机械能引发或显著影响的化学转化。这个名称本身并不指定唯一微观机理；应力、缺陷、界面、瞬态温度和少量液体都可能发挥作用。

\text{travail mécanique} \longrightarrow \text{réorganisation de matière et de liaisons}

球磨机中的研磨球反复撞击粉末和罐壁。结果取决于球的尺寸与数量、装填率、转速、罐体几何形状、材料性质和研磨时间；这些变量会影响转化率、选择性和晶型。

提高空位比例以模拟更强的球磨：缺陷丰富的离子固体通常比有序晶体更易反应。

少量液体可提高分子迁移能力或改善反应物间传质，即使过程仍属于固态操作。液体辅助研磨参数η通常定义为添加液体体积除以固体质量，报告时应注明单位和组成。

\eta = V_{\mathrm{liquid}}/m_{\mathrm{solids}}

定义: 过程强度与选择性

研磨频率、冲击能和持续时间描述机械输入的部分特征，但名义设定并非实际传递到反应粉末能量的通用量度。应报告设备和条件，并区分化学转化率、分离收率与相纯度。

机械活化可产生缺陷、暴露活性表面、破坏晶体或导致非晶化，从而促进成键、多晶型转变、共晶形成或分解。机理结论需要区分冲击升温、界面反应和痕量溶剂效应的证据。

固态分析至关重要：粉末X射线衍射跟踪物相和结晶度，光谱分析探测键合与组成，热分析可揭示转变或残留物。取样和淬灭应避免研磨后样品继续改变。

可重复研究应记录罐和球的材料、尺寸与质量、装填率、频率、时间、气氛、液体添加剂、温度历程及取样方式。放大时应比较能量传递和混合状态，而不能假定更大容器在相同转速下等效。