3148972969

2 Ti + Al + C -» Ti₂AlC

Parametrem krytycznym, decydującym o czystości syntetyzowanego związku, jest homogeniczność mieszaniny regentów.

Przytoczone przykłady pokazują ogromne możliwości wykorzystania techniki MASHS do syntezy materiałów nowej generacji, w tym złożonych faz metalicznych oraz związków niemożliwych do zsyntetyzowania metodą klasycznej syntezy spaleniowej. Omawiana technika może być ponadto wykorzystana do utylizacji nawet wyjątkowo trwałych lub silnie toksycznych związków. Caschili i inni [44] zaprezentowali badania dotyczące zastosowania aktywowanej mechanicznie syntezy spaleniowej do utylizacji zanieczyszczeń, w szczególności kwasów sulfonowych oraz pochodnych węglowodorów aromatycznych, które ze względu na swoją toksyczność i trwałość w znaczny sposób zagrażają środowisku kumulując się w tkankach roślinnych i zwierzęcych. W tym celu przebadano dwa reaktywne układy: Mg-Si0₂ oraz Ca-Si0₂, które ulegały przereagowaniu do odpowiednio: MgO i Si oraz CaO i Si:

2M + Si0₂ —> 2 MO + Si (M = Ca lub Mg)

Również promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu mikrofal, będąc źródłem dodatkowej energii (np. przez wymuszenie rotacji dipoli, sprzyjanie elektromigracji), może zostać wykorzystane jako czynnik inicjujący reakcję (nawet w przypadku materiałów chemicznie obojętnych). Zalety takiego podejścia są m.in. następujące:

•    ciepło jest generowane wewnątrz układu; daje to możliwość jego efektywniejszego wykorzystanie oraz eliminacji źródła zewnętrznego

•    dochodzi do skrócenia czasu trwania procesu i jego uproszczenia

•    łatwiej zapewnić jednorodne warunki w całej objętości reaktora, co sprzyja powstawaniu produktów o mniej zróżnicowanych rozmiarach.

Model teoretyczny procesu został zaproponowany przez Balakrishnana i innych w pracy [45], Autorzy przyjęli dla reakcji spalania kinetykę pierwszego rzędu. Założono, iż stopień penetracji materiału przez mikrofale zanika ekspotencjalnie wraz z odległością oraz zwrócono uwagę na fundamentalne różnice między konwencjonalnym grzaniem zewnętrznym, a mikrofalowym w mechanizmie dostarczania ciepła do układu (to ostatnie może być jednocześnie szybkie i selektywne lub homogeniczne dla całej próbki). W celu uproszczenia rozważań założono, że próbka występuje w postaci płytki grzanej w jednakowy sposób na obu swoich brzegach. Profil temperatury zależy od absorpcji termicznej i stopnia penetracji materiału (kwadrat amplitudy pola). Dokładny opis ilościowy dotyczący rozprzestrzeniania się promieniowania elektromagnetycznego w ośrodku dielektrycznym podają równania Maxwella. Jednak przy uwzględnieniu zależności od temperatury dostajemy skomplikowany układ nieliniowy (szerzej przedyskutowany w [46]). Uproszczeniem jest założenie o ekspotencjalnym zaniku amplitudy zgodnie z prawem Lamberta-Beera (wymaga jednak dodatkowo ograniczenia minimalnej

19