7.1. Измельчение. Часть 2
Гомогенизатор применяют для измельчения небольших количеств биологических материалов и органических веществ.
При работе с ним следует пользоваться экраном из органического стекла для предохранения глаз от возможного выброса вещества или осколков пробирки, которая может разбиться при неосторожном ее подъеме к быстро вращающемуся пестику.
К сожалению, все виды механического измельчения имеют обший недостаток: они приводят к загрязнению диспергируемого вещества материалом мелющих тел, как бы прочны они не были. Это особенно важно при получении особо чистых веществ, специальных видов оптически прозрачной керамики и люминофоров.
Кроме того, при механическом воздействии на частицы происходит изменение их кристаллической структуры, если она не отличается высокой стабильностью в интервале развивающихся температур и давлений. Например, кальцит СаСО3 самопроизвольно при растирании переходит в арагонит с накоплением дислокаций, а кварц частично становится аморфным с повышением химической активности. Изменение размеров частиц вызывает появление и других новых свойств у вещества. Так, рентгеноаморфный ярко-красный сульфид сурьмы 86283 с размером частиц 5 * 10-3 мм становится оранжевым при уменьшении их диаметра в десять раз. Сине-черный оксид кадмия CdO становится желто-зеленым при измельчении до 2•10-4 мм. Порошок желтого оксида свинца РbО при растирании делается темно-коричневым и т. п.
Химическое измельчение вещества связано с проведением целенаправленного синтеза и последующего термического разложения или восстановления полученного вещества до дисперсного продукта реакции. В частности, для получения некоторых высокодисперсных порошкообразных металлов их обычные порошки сначала превращают в карбонилы, формиаты или оксалаты, которые затем подвергают термическому разложению. Например, особо чистый порошок железа с размером частиц около 0,001 мм получают с использованием реакций:
Пар пентакарбонила железа разлагается при 400 °С в вакууме. Более высокая температура вызывает агрегацию частиц - тончайшие шарики железа соединяются в нити.
Мельчайшие частицы никеля можно получить либо таким же способом, либо обработкой сплава никеля с алюминием водным раствором КОН или NaOH:
2Ад + 6КОН + 6Н20 = 2К3[Аl(ОН)6] + ЗН2.
В результате этой реакции никель остается в виде частиц размером до 5 • 10-6 мм. Такие размеры частиц никеля механически измельчением металла получить невозможно.
Наиболее распространенный способ производства тонких порошков оксидов металлов - термическое разложение ацетатов карбонатов, нитратов и сульфатов металлов. Так, при термическом разложении на воздухе при 400 °С нитрата гексаакважелеза(III) [Fe(H20)6](NO3)3 образуются самые мелкие (около 5 • 10-5 мм), а вместе с тем и наиболее однородные по размерам частицы оксида Fe2O3. Порошок Fe2O3, остающийся после термического разложения карбоната FeCO3, оксалата FeC2O4 и сульфата Fe2(SO4)3 железа, является более крупным и менее однородным, проявляющим к тому же склонность к агрегации.
Другие части: