2020-09-25 07:55:07

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摩擦化学,研究由机械作用引起的固体的化学和物理化学变化的化学分支学科。摩擦化学研究的体系中至少要有一种组分是固态。机械能的注入主要通过研磨、摩擦、润滑和磨蚀等途径来实现,摩擦化学和机械运转及机械加工过程有极为密切的关系。

基本信息

  • 中文名称

    摩擦化学

  • 外文名称

    friction chemistry;Tribochemistry

  • 提出人

    F.W.奥斯特瓦尔德

  • 发现人

    卡莱 -利阿

折叠 编辑本段 发展历程

20世纪初,F.W.奥斯特瓦尔德就提出了力化学的概念。他指出,机械能对化学反应的影响和其他形式的能量(如电、光、热等)对化学反应的影响一样,也属于物理化学的范畴。并定义力化学是化学的一个分支,它研究各种凝聚态的物质在机械作用下发生的化学和物理化学变化。

不同形式的能量对化学过程的作用机制是不同的,其中最重要的差别表现在对被作用物的激励(或活化)机制方面。摩擦可以使相互接触的物体温度升高,因此曾有人认为机械能通过热能转化为化学能 , 本质上和热激励机制是一样的。但是,某些实验已经证明,在某些化学过程中机械能并不是通过热能形式发生作用的,机械能可直接转化为化学能。19世纪末,卡莱 -利阿发现 ,遇热升华但不分解的氯化高汞在研磨时竟可以分解,卤化银在加热时可熔化但不分解,然而用不大的切应力就可以使之发生部分分解。这些化学过程显然都不是热化学反应,而是摩擦化学反应。对于NaBrO3,不同的作用机制将得到不同的反应产物:

折叠 编辑本段 物理模型

为解释摩擦化学过程的物理化学特点 ,已经提出了几种物理模型,其中有代表性的是热点模型和变形模型。热点模型认为,物体在相互摩擦时,机械能转化为热能,因实际接触面积很小,可视为热点,热点处的升温可高达 600~1000K ,反应首先在热点处进行 。变形模型是以固体表面某个微小的局部在极短时间内受到足够大的冲击时发生准绝热能量积聚为前提的,该模型假定,在冲击瞬间会出现最高能量状态,称为摩擦等离子态,经过一系列物理过程后形成等离子区,最后导致摩擦化学反应。

摩擦化学的发展,对于改善机械加工、减少轴承及齿轮等机械零件的磨损具有十分重要的实用意义。

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