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粉体工程学第1章

粉体工程学 兰州理工大学材料学院 2013.春 第一章 基本概念及研究内容 主要讲述:粉和颗粒的相关概念 第一节 粉体工程发展及基本概念 1.1.1 粉体工程的发展历史 美国:1948年成立了粉体研究所 日本:1957年成立了日本粉体工业学会, 1971年成立了日本粉体技术协会 英国:1962年英国Bradford大学设立了粉体技术学院 德国:1986年召开了第一届粉体技术世界会议 中国:1986年成立了中国颗粒学会 粉体词汇自上个世纪50年代初提出的, 但粉体与人们的生活是分不开的。如: 面粉、化妆品(胭脂)、古代制作陶器的陶粉; 各种涂料、涂装、油墨、印刷用粉体材料 各种有机(化工)、无机(玻璃)、医药、 金属和非金属粉末材料 以及现在各行各业制粉和粉体处理设备等 派生出的技术体系,也就是粉体技术体系。 粉体技术体系: 以粉体为纲而相对独立的技术集合为一体 的综合技术体系。 因此,诞生了一门新的科学与工程学也就是目前 发展速度迅速、涉及面极广的粉体科学与工程。 1.1.2 粉体工程学的基本概念 粉体工程学(powder engineering)是 研究无数个固体粒子集合体的基本性质及其应用的科学。 是以颗粒和粉状物料为对象,而研究其性质加工及处理 技术的一门学科。 通常我们所说的“粉末”、“粉粒”或“粒子”、 “粉尘”、“颗粒”都属于粉体学的研究范畴。 由于固体颗粒在工程应用中的地位显得愈来愈重要, 而且有很多共同规律和问题:如 ◆ 粉体的制造、分离、纯化、运输; ◆ 细粉特性的表示方法和测量; ◆ 细粉流态化的特性和规律;细粉的表面性质; ◆ 流体在孔性细粉中传递性质等。 因此形成了一个新的学科,称为粉体工程学。 1.1.2.1 粉体的定义 (1)颗粒和粉体区分 颗粒:人工或天然制成的粒状物, 一般指固体颗粒。 也可以延伸到液体和气体。 颗粒是构成粉体的最小单元。 粉体:大量具有相互作用的微小固体 颗粒的集合体。 粉体是无数相对微小颗粒的集合体。 一般分为两种型体 单分散粉体: 构成粉体的所有颗粒其大小和形状都是一样的粉末。 (自然界中少见),一般为化学和人工合成的近似体。 多分散粉体: 构成粉体的所有颗粒其大小和形状参差不起、 形状各异的粉末。(自然界中常见) 粉粒体: 颗粒(人工和自然界中的固体) 粉体(微小固体颗粒的集合体) 超细粉(0.1~1μm) 纳米粉( 0.1μm) 颗粒 普通颗粒 100-1000μm 亚微米级颗粒 0.1~1μm 非球形 不规则 微米级 1~100μm 球形 多角形 纳米级 1~100nm 粒状 纤维状 片状 树枝状 普通粉体 100μm 亚微米级颗粒 0.1~1μm 天然粉体 单质粉体 微米级 1~100μm 研磨粉体 特种粉体 纳米级 0.1~100nm 混合粉体 电解粉体 复合粉体 雾化粉体 粉体 (粉末) (2)颗粒和粉体研究特征 颗粒→微观特征 ↓ 形状形貌 粒度大小 比表面积 粉体→宏观特征 ↓ 粒度分布 流动性能 堆积状态 产品→产品性能 ↓ 化性物性 质量优虐 使用寿命 (3)粉体的桥梁作用 粉体的桥梁作用 颗粒特征 产品性能 单一粉体 复合粉体 物理加工 化学加工 加工对象 加工方法 (4)粉体的加工技术 粉体加工 粉碎 包覆 整形 分级 运输 包装 除尘 储存 给料 1.1.2.2 分体尺度 a. 粉体是一个多尺寸颗粒的集合体, 尺度不会影响人们研究其性质的研究。 有人认为:1000μm的颗粒物为粉体; 也有人认为:100μm的颗粒物为界限。 b. 目前为止国际国内也没有一个统一的标准。 c. 只要具备了粉体所具有的特征, 根据需要自行划分规定即可。 通常:把100μm的粒子叫“粉”, 容易产生粒子间的相互作用而流动性较差; 把100μm的颗粒叫“粒”, 较难产生粒子间的相互作用而流动性较好。 ※ 也有人认为: “纳米颗粒”指1-100nm尺度的颗粒

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