Hóa nano tổng hợp từ trên xuống

Nguyên lý chính của nghiền cơ học là:

• Phản ứng hóa học

• Va đập, ép nén và mài mòn

• Sóng siêu âm

• Từ trường

Kích thước hạt nano thường thu được:

• 1–100 µm

• 1–100 nm

• >1 mm

• >100 µm

Quá trình nghiền cơ học diễn ra theo thứ tự:

• Bay hơi – ngưng tụ – kết tinh

• Đập vỡ – biến dạng dẻo – nứt vỡ – cân bằng

• Hấp phụ – giải hấp – tái kết tụ

• Kết tinh – oxy hóa – hợp kim hóa

Máy nghiền hiệu quả nhất để tạo hạt vài nm:

• Ball mill

• Planetary ball mill

• Mortar mill

• Hammer mill

Vai trò của khí trơ (Ar, N₂):

• Tăng tốc độ quay

• Ngăn oxy hóa vật liệu nhạy

• Tăng nhiệt độ

• Giảm năng lượng va đập

Dùng bi gốm thay bi thép để:

• Làm hạt nhỏ hơn

• Tránh nhiễm Fe

• Giảm chi phí

• Tăng nhiệt độ

Tác dụng của chất trợ nghiền:

• Gây kết tụ

• Giúp phân tán, giảm dính kết

• Giảm năng lượng va chạm

• Làm tăng kích thước hạt

Ưu điểm nổi bật của nghiền cơ học:

• Thiết bị đơn giản, dễ mở rộng

• Không gây nhiễm tạp

• Tạo kích thước đồng đều tuyệt đối

• Không sinh nhiệt

Nhược điểm chính:

• Không tạo hạt nano

• Dễ nhiễm tạp và không đồng đều

• Không mở rộng quy mô

• Chỉ áp dụng cho polymer

Ứng dụng trong pin Li-ion:

• Sol–gel

• Nghiền cơ học tạo nano Si từ Si khối

• Phun phủ

• CVD