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1、第二章粉體的制備粉體工程學的誕生粉體研究的目的（1）提高工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量與控制水平（2）節(jié)能降耗，促進粉體加工技術(shù)發(fā)展（3）新材料的研究與開發(fā)第二章粉體制備一、粉體的定義所謂粉體就是大量固體粒子的集合體，而且在集合體的粒子間存在著適當?shù)淖饔昧?。粉體粒子間的相互作用力，至今仍無明確的定量概念。通常是指在觸及它時，集合體就發(fā)生流動、變形這樣大小的力。粉體粒子間的適當作用力是粒子集合體成為粉體的必要條件之一，粒子間的作用力過大或過小都不能成為粉體。材料的性能主要由材料的組成和顯微結(jié)構(gòu)決定。尤其是無機非金屬材料在燒結(jié)過程中所形成的顯微結(jié)構(gòu)，在很大
2、程度上由所采用原料的粉體的特性所決定，如粉體的粒度，形狀，粒度分布比表面等性質(zhì)。對所用原料進行粉體的制備和粉體性能的調(diào)控、處理，是獲得性能優(yōu)良的材料的前提。粉體顆粒的種類原級顆粒型聚集體顆粒型凝聚體顆粒型絮凝體顆粒型二、粉體化的目的粉體化：將固體材料粒子的尺寸進行縮減。粉體的性質(zhì)多與粉體粒子大小，形狀有關(guān)。將固體物料粉體化的目的主要有：1）增大物理化學反應速度，對于陶瓷材料促進燒結(jié)，降低反應溫度。粒子尺寸↓，比表面積?，表面能?，反應速度?。2）有利于均勻混合，促進制品的均質(zhì)化。制品的均勻程度（成分）主要取決于配合料（多種）中的混合均勻
3、程度。3）提高制品密度。破壞原料中的封閉氣孔；不同尺寸的粉體有利于進行顆粒級配，達到緊密堆積。4）使粒子具有流動性，便于給料控制及輸送（特別是氣力輸送）。5）便于不同組分的分離。為了剔除某些有害成分，必須減小粒子的尺寸，才能進行分離操作。三、粉體的性質(zhì)粉體的性質(zhì)包括物理性質(zhì)和化學性質(zhì)（包括原子性質(zhì)，配位結(jié)構(gòu)，缺陷等），在處理實際問題時，主要考慮物理性質(zhì)，具體有以下三方面：1）?幾何空間性質(zhì)——粒度大小，分布，空隙率，體積密度，外形系數(shù)等；2）?靜力學性質(zhì)——摩擦角，附著性等，外力與粒子自身的作用力，摩擦力，壓力之間的平衡等。3）?動力學
4、性質(zhì)——流動性，對材料的磨損性等。四、粒度的表示方法粒徑或粒度是表征粉體所占空間范圍的代表性尺寸。在研究顆粒的大小時，既研究單個顆粒的大小，也研究顆粒群的大小。對單個顆粒，常用粒徑來表示它的幾何尺寸；對顆粒群，則用平均粒徑來表示。任何一個顆粒群不可能是同一粒徑的粒子所組成的單分散系統(tǒng)，也就是說顆粒群總是由不同粒度組成的多分散系統(tǒng)。為此，對于顆粒群來說，最重要的粒度特征是平均粒度和粒度分布。1、單個顆粒的粒徑以顆粒的尺寸表示粒度時，該尺寸稱為粒徑。若顆粒為球體，則粒子的粒徑就為球體直徑。如果顆粒為正方體，則粒子粒徑可用其棱邊長、主對角線或
5、面對角線長來表征?？傊?，幾何形狀規(guī)則的顆粒（如圓柱體、三角錐體）均可以用直徑或邊長來作粒徑的代表尺寸。但是，實際的粉體形狀相當復雜，而且，每一個顆粒都有其獨自的形狀，對于形狀不規(guī)則的顆粒，其粒徑的確定就比較困難，此時就采用一個虛擬的“直徑”來表示其粒徑的大小。這虛擬的“直徑”是利用某些與顆粒大小有關(guān)的性質(zhì)（如表面積、體積等）的測定，在一定條件下或通過一定的公式推導出的具有線性量綱的“演算直徑”?！把菟阒睆健背Ｓ腥S徑、球當量徑、圓當量徑和統(tǒng)計平均徑四大類。直徑D直徑D、高度H？(1)三軸徑設有一最小體積的長方體（外接長方體）恰好能裝入一
6、個顆粒。以該長方體的長度l、寬度b、高度h定義的粒度平均值稱為三軸徑。在大塊物料的破碎作業(yè)中很有意義；工程實踐中多用二維尺度定義顆粒；篩分方法→二維尺寸。三軸幾何平均徑：與顆粒外接長方體體積相等的立方體的棱長(2)三軸平均徑計算公式三軸算術(shù)平均值：立體圖形的算術(shù)平均三軸調(diào)和平均徑：與顆粒外接長方體比表面積相等的球的直徑或立方體的一邊長通過簡單的數(shù)學處理方法將顆粒的多維尺寸轉(zhuǎn)化為一維尺寸(3)球當量徑無論是從幾何學還是物理學的角度來看，球是最容易處理的。因此，往往以球為基礎，把顆?？醋飨喈?shù)那騺磉M行處理。等體積球當量徑：與顆粒同體積的球的
7、直徑；應用不太廣。等表面積球當量徑：與顆粒同表面積的球的直徑；這種方法比較實用，通過流體透過法等間接方法求得。等比表面積球當量徑：與顆粒同比表面積的球的直徑；等沉降速度球當量徑：與顆粒在流體中以等沉降速度下降的球的直徑，也稱斯托克斯當量徑。2、顆粒群平均直徑在實際中，所涉及的不是單個的顆粒，而是包含各種不同粒徑的顆粒的集合，即粒子群。對于不同粒徑顆粒組成的粒子群，為簡化其粒度大小的描述，常采用平均粒度的概念。平均粒度是用數(shù)學統(tǒng)計方法來表征的一個綜合概括的數(shù)值——代表某一粒子群粒徑大小。以等粒度同質(zhì)量的理想顆粒群描述實際顆粒群。工程上確定
8、顆粒群的平均粒徑，先測定顆粒群的粒度參數(shù)，（樣品的質(zhì)量、粒徑范圍及各粒徑顆粒對應的顆粒量），再選用某種統(tǒng)計公式計算出顆粒群平均粒徑。實際的測定方法有兩種計量方式，即計量各顆粒對應的顆粒個數(shù)或顆粒質(zhì)量。相應地
