粉体工程1.ppt

e.g. 配位数为6的晶体 ? ? ? 本体原子：6个配位键 完整 表面原子：1个配位键 折断 边棱原子：2个配位键 折断 隅角原子：3个配位键 折断 ⑵ 实施非金属矿粉体深加工与表面改性为一体的设备一体化工艺创新技术，在现有成果的基础上进行具体条件优化，实现大工业化生产应用，优先开发绿色环保功能材料和尖端国防材料。 ⑶ 研究效率高，能耗低，粉体比大，适用于范围广的非金属矿粉体深加工工程技术及装备，重点研究干、湿法超细粉磨及分级、集料、脱水、干燥、煅烧、工艺技术。加大粉体深加工工程技术与其它相关学科交叉性研究的力度。拓宽非金属矿粉体深加工技术及装备的应用范围。 ⑷ 提高机械化与自动化技术水平，重点研制和应用在线快速监测技术和仪器。 ⑸ 食品和中草药超细化技术。 灵芝 茶叶粉 五指毛桃 颗粒学是一门新兴的边缘学科，交叉学科（多学科交叉领域）。 纳米材料是其中一个分支，是材料制备科学的一次飞跃。 日本——21世纪的重大科技； 美国——国家基金会把纳米科学列为优先支持领域； 英国——作为重振英 国制造业的突破口；德国——最大科研项目。 关于UFP的尺寸界限？ e.g.磁性以及电阻等性质分别与磁畴的磁化过程以及载流子的平均自由程；——颗粒本身的内部结构有密切联系。 UFP为何具有独特的性能： 首先，联想到非常发达的表面。 因为物质内部与表面原子所处 环境是不同的。 所以， UFP的内部结构决定了它作为 “UFP” 的临界粒径。 UFP粒径： 大约 1～100nm范围 也学者认为：5 nm～1μm 范围 纳米+亚微米 处在表面，边棱，特别是隅角上的原子能级比起本体中的原子都要高，活性大，比较容易蒸发、溶解和起化学反应。颗粒越小，处于表面、边棱，特别是隅角上的原子就越多。 对于球形颗粒 ：S ∝ 1/d 当 d↓，S↑，表面原子数/整体原子数 ↑↑这时为数众多的较高能级的表面原子便不能不对颗粒的性质产生影响。 铜颗粒的粒径和表面能 边 长 1 mol中的 1个颗粒中的 全表面积 表面能 表面能与 颗粒数 原子数 体积能 10nm 7.12×1018 8.46×104 4.27×107 9.4×1010 2.75 1μm 7.12×1012 8.46×1010 4.27×105 9.4×108 0.0275 e.g. 原子直径 0.2nm 颗粒尺寸 0.4nm，若 每边只能容纳2个原子，整体原子数是8个原子， 处于表面原子数目？ mm2 erg 8个，表面原子占全部原子的百分数是100% ； 若颗粒尺寸1nm时,表面原子/全部原子 78.4% 若颗粒尺寸20nm ,表面原子/全部原子 5.9% 若颗粒尺寸1μm ,表面原子/全部原子 0.12% 当颗粒尺寸1μm时，表面原子份数0.1％—— 这种程度的表面原子的出现对物质性质影响不大； 所以，1μm的颗粒不是UFP （定为上限） 下限与上限一样没有明确范围； 返回首页 进下一章 放松一下 若颗粒中只含有几个原子，是原子团，这种微粒是物理学家或化学家研究的对象，不属UFP范围，（工业上无应用）； 若d2nm, 表面原子数/整体原子数50%,无熔点,分不清气体、液体或固体； 若d5nm,原子数达数千以上，有稳定熔点； 所以，有学者定 1 μm ～5 nm 为UFP （纳米＋亚微米） 也有学者定UFP粒径：大约 1～100nm范围 超细粉碎技术因高技术和新材料产业的进步而快速发展，全球自80年代以来各种超细粉体原料的需求量呈快速增长。据统计，中国在90年代之前，非金属矿物超细粉产品还不足5万t，96年已超过30万t，2000年超过50万t；2005年国内需求量将达140万t；预计2010年将达200万t； 超微粉体—工业应用 对超细粉的需求量将越多，越高，越广； e.g. SiC超细粉： 5 μm 1.9万； 3.5 μm 3～4万； 1μm 10～15万； SiC原料：5400元；——深加工与普通加工的差价，可见超细粉碎和UFP制备的意义； 目标：高纯，超细，多功能和复合化； 在制备高性能陶瓷材料时，非金属矿物原料越纯，粒度越细，材料的致密性越好，强度和韧性越高，一般要求原料的粒度小于1μ