本实验室研究团队采用机械力场和超声波场耦合,首次提出了超声波固液反应球磨工艺,即在超声波场的作用下,对水溶液中的金属粉末进行搅拌球磨,金属粉末与水在超声波和球磨机械力的共同作用下生成纳米氧化物粉体。研究人员自行设计了超声波固液反应球磨机。论文给出了该设备的结构示意图并对各部分组成以及设计思想与工作原理做了简单介绍。通过超声波固液反应球磨机,探索性地研究了多种金属粉末、非金属粉末以及氧化物粉末的超声波固液反应球磨和固液反应球磨。采用XRD、激光粒度分析仪、SEM、TEM等检测手段对反应产物进行相成分分析、粉末粒度分析以及形貌观察。探索了超声波对固液球磨粉末粒度影响的规律以及超声波固液反应球磨生成相的演变规律。实验得到以下结果：(1)利用超声波固液反应球磨机进行了多种粉末的球磨实验,从多种粉末球磨产物的粒径分布图对比分析可知,超声波对能够产生固液反应的粉末的粒度细化作用比较明显,而对不能够产生固液反应的粉末的粒度细化作用比较弱。(2)相对于无超声波作用下的球磨,超声波固液反应球磨可以大幅度缩短由金属生成纳米氧化物的时间,如Cu粉末在超声波固液反应球磨时生成纳米CuO的时间是固液反应球磨生成纳米CuO所需球磨时间的27%。(3)超声波固液反应球磨可以使得分解反应得以发生,如CuCO3Cu(OH)2粉末在超声波固液球磨时分解为纳米CuO粉末,而在固液反应球磨和高能球磨时均不能使其发生分解。(4)相对于固液反应球磨,超声波固液反应球磨可以改变反应路径,如Zn在超声波固液反应球磨时生成的最终产物是纯的纳米ZnO,而在固液反应球磨时生成的最终产物是ZnO和Zn(OH)2的混合物。这种超声波固液反应球磨工艺制备单相纳米氧化物的方法属国内外首例,是一种新的纳米氧化物制备工艺。