Помимо оценки эффективности механической активации, осуществляемой предварительно, как в указанных выше работах, уделялось внимание [27, 28] оценке механического воздействия на химический процесс в момент его протекания. Было введено понятие «механохимический выход», представляющее отношение количества превращенного вещества (или полученного в результате реакции) к сумме подведенной к веществу механической энергии. Поскольку при подводе механической энергии к веществу одновременно с механической активацией происходит и его диспергирование, для определения механохимического выхода в точном смысле этого термина из общей величины затрат должны быть вычтены затраты на создание новой поверхности.
Появление новых поверхностей, дислокаций, деформированных, разорванных или возбужденных связей и других видов дефектов – это примеры механически созданных активных состояний, инициирующих самые различные химические превращения. Поскольку в механохимическом процессе в результате затраты работы регистрируется определенный химический эффект, степень проявления которого зависит от типа используемого аппарата, то одним из методов оценки эффективности механохимических активаторов может быть установление взаимосвязи между количеством затраченной энергии и глубиной химического превращения. Именно такой подход к решению указанной проблемы подробно описан в работе [29].
В качестве примера возможного подхода к анализу автором [29] предлагается упрощенная схема: вещество поглощает определенную дозу энергии D, в результате возникает DN частиц с избыточной энергией (высокоэнергетических активных состояний). Частицей может быть свободный радикал, образовавшийся на месте разорванной связи, координационно ненасыщенный атом на свежей поверхности, колебательно или электронно возбужденная связь, свободный электрон и другие. После прекращения действия нагрузки материал возвращается в исходное состояние: напряжения релаксируют, свободные радикалы и ионизованные частицы рекомбинируют, дислокации аннигилируют или выходят на поверхность и т. д. При этом различают процессы физической и химической релаксации. Превращения высокоэнергетических состояний, сопровождающееся перегруппировкой межатомных связей с образованием новых молекул или групп атомов, взаимодействие с молекулами окружающей среды и другие химические изменения вещества относят к химической релаксации. Воздействие на вещество, физическая и химическая релаксация могут быть разделены во времени, а могут развиваться одновременно.
Эффективность создания частиц с избыточной энергией, а также возникновение продуктов химических превращений характеризуются [29] величиной энергетического выхода G, равного числу частиц, образовавшихся в результате поглощения определенного количества (дозы D) механической энергии: G = ΔN/D. В механохимии выход выражают числом молей частиц, возникших или исчезнувших в результате поглощения 1 МДж энергии [27]. Выход, равный 1 моль/МДж, соответствует радиационному выходу около 10 моль/100 эВ. Прочность межатомной связи, как правило, в несколько раз меньше 1 МДж/моль, и выходы, превышающие 1 моль/МДж, характеризуют высокоэффективные процессы. При этом величина G не является константой, она может зависеть от состояния материала, например от его дисперсности, природы среды и условий воздействия – температуры, характера напряженного состояния, скорости и частоты нагружения, и т. д.
Когда в системе не сильно нарушено максвелл-больцмановское распределение энергии, образование активных частиц, например структурных дефектов, можно рассматривать как термофлуктуационный процесс, активированный напряжением, и характеризовать его величиной константы скорости. Основными параметрами физической и химической релаксации являются скорости или характеристические времена процессов.
Время физической релаксации
tf – функция состояния вещества и
прежде всего уровня запасенной энергии: именно избыточная свободная энергия DF определяет величину движущей силы релаксационного
процесса 
, а также эффективной энергии активации.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.