La technique du broyage à billes, utilisant l'alliage mécanique par broyage à billes à haute énergie (HEBM), permet de produire des particules nanométriques. La technique consiste à broyer des matériaux dans une machine spécifique qui produit des poudres d'une incroyable qualité. Les billes à l'intérieur de la machine entrent en collision avec la poudre, provoquant des réarrangements dans la forme et la structure des particules, conduisant finalement à des défauts. Ces imperfections sont également très importantes afin de synthétiser de nouveaux matériaux aux propriétés et fonctions différentes.
HEBM est particulièrement utile pour la synthèse de nanoparticules car il s’agit d’un processus simple et la taille, la forme et la composition des particules peuvent être contrôlées avec précision. Les nouveaux progrès technologiques ont contribué à améliorer considérablement son efficacité et sa rapidité. Un certain nombre de ces améliorations ont été l'introduction de gaz réactifs pour les réactions chimiques, l'application du refroidissement cryogénique pour éviter la surchauffe et les systèmes de contrôle automatisés des unités omniprésentes plus faciles.
L’HEBM a eu un impact significatif dans le domaine de la science des matériaux, ayant conduit à la création de nouveaux matériaux aux propriétés incroyables. L'énergie élevée du processus de broyage à boulets permet des changements de configuration dans la structure interne des particules par le biais de réactions chimiques, produisant ainsi des matériaux possédant d'excellentes propriétés mécaniques et une stabilité thermique améliorée, voire des propriétés magnétiques.
En plus de son rôle de pionnier dans la génération de nanoparticules, l'HEBM a été largement utilisé pour préparer d'autres matériaux, notamment des céramiques, des polymères et des métaux de formes et de microstructures différentes. Elle a été utilisée avec succès dans la synthèse de nanomatériaux et de revêtements nanostructurés, de films minces ainsi que de matériaux en vrac dotés de différentes fonctionnalités, ce qui démontre que cette technique est polyvalente et flexible.
L'HEBM est synonyme d'outil flexible qui offre de nombreuses caractéristiques et avantages dans différentes applications. Les machines HEBM peuvent fonctionner à des vitesses élevées, elles sont capables de produire des poudres fines avec des distributions granulométriques nettes et étroites [58-60], et il est également possible de contrôler la morphologie de la microstructure de manière fiable.
HEBM qui en plus d'être très économe en énergie, est rentable et respectueux de l'environnement car il ne nécessite pas l'utilisation de solvants ou d'additifs chimiques. La technique peut être utilisée pour une variété de synthèses de matériaux, des nanoparticules aux composites, alliages et céramiques, avec des applications dans le génie biomédical, les dispositifs de stockage d'énergie et l'électronique.
HEBM mène une révolution dans la métallurgie des poudres, avec la capacité de créer des matériaux sophistiqués présentant des propriétés améliorées et de nouvelles fonctionnalités. Cela est dû à sa capacité à mieux contrôler la microstructure et la composition finales que les méthodes traditionnelles de métallurgie des poudres, ainsi qu'à fabriquer des matériaux aux formes et structures complexes.
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