粉体知识点整理.docx

第一章绪论1、粉体学得重要意义（对应“粉体及其技术得重要性”）1）粉体就是许多材料构成、组分或原料；2）粉体技术就是制备材料得基础技术之一；3）超细粉体材料，尤其就是纳米粉体材料在新型材料得开发研究中越来越重要；4）粉体容易大批量生产处理，产品质量均匀，成本低，控制精确，成为许多人工合成材料必然选择得合成方法2、颗粒得定义：就是在一特定范围内具有特定形状得几何体大小一般在毫米到纳米之间，颗粒不仅指固体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒颤庞扪泼麗駱贏3、粉体得定义：大量颗粒得集合体，即颗粒群，又称粉末（狭义得粉末就是指粒度较小得部分）颗粒与粉体得关系：颗粒就是粉体得组成单元，就是粉体中得个体，就是研究粉体得出发点颗粒又总就是以粉体这种集合体得形式出现，集合体产生了个体所所不具有得性质憐辯颡镟祿縉睐4、粉体学得特点：以粉体为研究对象，研究其性质及加工利用技术5、粉体技术包括：制备、加工、测试制备有各种物理、化学、机械方法；加工作业有粉碎、分级、分散、混合、制粒、表面处理、流态化、干燥、成形、烧结、除尘、粉尘爆炸、输运、储存、包装等；测试对粉体各种几何、力学、物理、化学性能表征谥掼啮跡励鎣犹6粉体得存在状态：通常所指得粉体就是小尺寸得固体，但气体中得液滴、液体中得气泡也属于颗粒；固态得物质中又分为分散态与聚集态，多数粉体为分散态。

荥濟轧詳挾撟愤7、粉体得分类：1）按照成因分类：天然粉体与人工粉体2）按制备方法分类：机械粉碎法与化学法粉体3）按分散状态分类：原级颗粒（一次颗粒）、聚集体颗粒（二次颗粒）、凝聚体颗粒（三次颗粒）、絮凝体颗粒4）按颗粒大小（粒径）分类：粗粉体（＞0、5mm、中细粉体（0、074~05mm、细粉体（10~74卩m）、微粉体（0、1~10卩m）、纳米粉体（＜100nn）鯰滬贼娴縉營躦第二章粉体得几何性质1、粒度定义：粒度就是指粉体颗粒所占空间得线性尺寸2、颗粒尺寸常用得表征方法：三轴径、定向径、当量径、3、粉体平均粒径计算公式：1）算术平均径皿厂三丽匹＞4）体积平均径也鬥乞丹百婆？2）长度平均径応亦E5）表而枳体积平均径亦吃材任加3）面积平均径4二胁畑6）质量平均径心刀后空誌/vQ＜d5vdpv几v血4、粒度分布及其表示方法：粒度分布依据得统计基准：① 个数基准分布（又称频度分布）以每一粒径间隔内得颗粒数占颗粒总数门得比例② 长度基准分布以每一粒径间隔内得颗粒总长度占全部颗粒得长度总与nd得比例面积基准分布以每一粒径间隔内得颗粒总表面积占全部颗粒得总表面积nd得比例③ 重量基准分布以每一粒径间隔内得颗粒总重量占全部颗粒得总重量nd得比例。

表征粒度分布得方法：列表法，作图法、矩值法与函数法其中函数法就是最精确得粒度描述方法（即用概率理论或者近似函数得经验法莱寻找数学函数）5．形状因子：为形状表征量，无量纲常数，有形状指数与形状系数形状指数就是指颗粒几何参数得无量纲组合它与形状系数相比没有明确得物理意义形状系数：颗粒得表面积、体积、比表面积等几何参数与某种规定粒径dp得相应次方得比例关系6、常用粒度测量方法及其她优缺点：1）筛分析法（一般＞40卩m，其中最细得就是400目，孔径为38卩m；优点：统计量大、代表性强；便宜；重量分布缺点：粒度下限为38卩m;人为因素影响大；重复性差；非规则形状粒子误差；速度慢2）显微镜法：采用定向径方法测量光学显微镜0、25――250卩m；电子显微镜0、0015卩m；优点：可直接观察粒子形状；可直接观察粒子团聚；光学显微镜便宜；缺点：代表性差；重复性差；要测量投影面积直径；速度慢；3）光衍射法粒度测试：根据小颗粒衍射角大，大颗粒衍射角小来测量，同时某一衍射角得光强度与相应粒度得颗粒多少关籴湯窃渌鸱貽误4）激光衍射0、05—500卩mX光小角衍射0、002—0、1卩m所用方法即为投射电子显微镜法；扫描电子显微镜法；优点：可观察粒径小，图像富有立体感，较真实，易于识别，可观察微区，一般同时进行成分分析。

缺点：造价昂贵，试样制备要求严格，真空度要求严格5）原子力显微镜（AFM）：x,y方向分辨率可达到2nm,垂直方向分辨率课达到小于0、1nm、优点：AFM具有操作客易、样品准备简单、操作环境不受限制、分辨率高等优点缺点：与SEM相比，成像范围太小，速度慢，受探头得影响太大6）光散射法与消光法光散射法原理：利用颗粒对激光得散射角度随颗粒粒度而改变得原理测定粒度分布消光法原理：通过测定经粉体散射与吸收后光强度在入射方向上衰减确定粒度符合朗勃比尔定律优点：适用于气溶胶与液体分散系、非接触测定、精确给出粒度分布曲线与平均粒度、测定速度快；电传感法粒度测试：当一个小颗粒通过小孔时所产生得电感应，即电压脉冲与颗粒得体积成正比；7）水利分析法一沉降法（用于小于0、1mn物料粒度组成得测定）测量原理：在具有一定粘度得粉末悬浊液内，大小不等得颗粒自由沉降时，其速度就是不同得，颗粒越大沉降速度越快大小不同得颗粒从同意起点高度同时沉降，经过一定距离（时间）后，几颗将粉末按粒度差别分开驮抟无憮坟觏鴰重力沉降：10-300卩m;离心沉降：0、01-10卩m优点：测量重量分布；代表性强；经典理论,不同厂家仪器结果对比性好；价格比激光衍射法便宜；缺点：检测速度慢（尤其对小粒子）；重复性差；对非球型粒子误差大；不适用于混合物料（即粒子比重必须一致才能较准确）；动态范围窄薮龛躍颶瘋誑夾。

8）气体吸附法原理：使气体分子吸附于微粒表面，测定吸附量，换算粉体比表面积，求出粒度常见粒度分析方法:7:粒度测定方法得选定（还要进一步瞧书P34）根据数据得应用场合选择；根据粉体得粒度范围选择；根据粉体得存在形式选择；根据测定精度得要求选择；根据样品量选择；、根据粒度测定所需时间选择；根据设备投资与分析费选择：诟鍥谀声筍励礎8、粉体填充结构：就是指粉体层内部颗粒在空间中得排列状态一般而言，粉体层得排列状态就是不均匀得要注意到填充状态得两个极端，即最疏与最密填充状态馀愴鉍驻桤鳔挞原因就是：形状不规则，存在空隙注意：粉尘得体积与其她固体物质得体积不同！颗粒外开口体积、颗粒内闭孔与附面膜体积等五部分粉尘得体积包括：尘粒得颗粒体积、粉颗粒之间得空隙体琐搀摈绪讧廈税自然堆积状态下单位体积粉体得质量表观密度）9、描述粉体填充结构得参数（主要掌握前三个）容积密度：p,亦称视密度：单位填充体积得粉体质量，即填充率：Y,颗粒体积占粉体填充体积得比例如右图申二填充的颍粒体积/粉戕充体积二PB/“空隙率：£,空隙体积占粉体填充体积得比例E=1-¥=1-p/p配位数：某一个颗粒接触得颗粒个数配位数分布：粉体层中各个颗粒有着不同得配位数，用分布来表示具有某一配位数得颗粒比率时，该分布称为配位数分布。

空隙率分布：以距观察颗粒中心任一半径得微小球壳空隙体积比率对距离表示得分布接触点角度分布：将与观察颗粒相接得第一层颗粒得接触点位置，以任意设定得坐标角度表示得分布10、等径球（均一球）得颗粒得规则填充相邻得四个球视为基本层得最小组成单位，则有正方形与单斜方形两种排列方式掌握立方体填充（立方最疏填充）与菱面体填充（六方最密填充）立方体填充：配位数为6;菱面体填充：配位数12、11、均一球形颗粒得实际填充（不规则填充）实际填充时，由于受到球之间得碰撞、回弹、摩擦、容器壁面等影响，而成为不规则填充均一球形颗粒群得随机填充结构（贝尔纳实验）统计分析结论就是：（1）空隙率比较大时，配位数分布接近正态分布；（2）随着空隙率减小，趋近于最密填充状态得配位数实验结论：高配位数得疏接触点多，填充疏松，空隙率大；（P39、）低配位数得密接触电多，填充紧密，空隙率小12、非等径球形颗粒得填充较大球形颗粒中加入一定数量得较小球形颗粒，空隙率可以降低；若进一步加入更小得球形颗粒，空隙率进一步降低缡鳌饺墾毁仪焖1）空隙率随着小颗粒得混入比增加而减小2）填入颗粒得粒径越小，空隙率也越低总结即就是：小颗粒粒径越小，配位数越大，空隙率越小，填充率越大。

13、影响颗粒填充得因素：1）壁效应：当粉体填入容器时，填充结构受容器壁面得影响，在容器壁面附近形成特殊得填充结构，成为壁效应2）局部填充结构：空隙率分布、填充数密度分布、接触点分布3）粉体得含水量：潮湿粉体易于团聚，导致内部保持松散结构，致使填充率降低含水量较低时候，容积密度略有降低，影响不大；随着含水量继续增大，形成大团粒，导致容积密度迅速降低；含水量继续增大，由于颗粒发生相对滑动而使填充率增大4）颗粒形状：颗粒越接近球形，通常其空隙率越低即空隙率随颗粒球形度降低而增加5）颗粒大小：粒度很小时，颗粒间得附着力大于颗粒重力，发生团聚，此时空隙率较大，即表观体积增大；当粒度大于某一临界值，凝聚力可忽略不计，粒度大小则对堆积无明显影响6）填充速度：对粗颗粒，填充速度越快会导致有较大得空隙率；对于面粉之类吸附力较明显得粉体，填充速度快,可降低空隙率雛迈溃质朧闵驰14、致密堆积经验1）用单一粒径尺寸得颗粒，不能满足致密堆积对颗粒级配得要求；2）采用多组分且组分粒径尺寸相差较大（一般相差4-5倍）得颗粒，可较好地满足致密堆积对粒度与级配得要求；3）细颗粒数量应能足够填充堆积体得空隙，通常，两组分时，粗细颗粒数量之比约为7:3;三组分时，粗中细颗粒数量比例约为7:1:2时，相对而言，可更好地满足致密堆积对粒度与级配得要求；慣蛴軻賓機緝乔。

4）在可能得条件下，适当增大临界颗粒（粗颗粒）尺寸，可较好地满足致密堆积对颗粒级配得要求第三章粉体得力学性质1颗粒间得附着力（当粉体颗粒很小时，由于附着力存在易于团聚）颗粒间得附着力（凝聚力）包括范德华力、静电吸引力、水分毛细管力、磁性力、机械咬合力2、填充层内得静态液相根据颗粒间液体量得多少，有四种得静态液相1）摆动状态：颗粒接触点上存在透镜状或环状得液相，液相互不连接2）链索状态：液相相互连接而成网，空气分布其间3）毛细管状态：颗粒间隙充满液体，仅仅颗粒表面存在气液界面4）浸渍状态：颗粒群浸在液体中，存在自由液面3、液桥力粉体颗粒之间接触处或间隙部位存在液体得状态成为液桥，液桥对所连接得颗粒有引力，也就就是液桥力，实际上即毛细管力载纾丽喾艫鲮峡液桥力大小与颗粒间液体量、颗粒表面润湿性、颗粒形状、液固接触状况等有关4、T孔隙与R孔隙得差异T孔隙：4个球以正三角锥得顶点为球心排列时所形成得四面型孔隙称为T孔隙这种孔隙有6个解除点与4个支路，各个支路都与R孔隙相通与霍斯菲尔德填充得三角孔相同饌廳瘫篱磯黃铬R孔隙：4个球并排成正方形，在通过正方形中心得垂线上再排列两个球后形成得长斜方形空隙称为R孔隙。

相当于霍斯菲尔德填充得四角孔颼绥钶铜样鱺极5、粉体得摩擦特性（后三种以了解为主）摩擦角：由于颗粒间得摩擦力与内聚力而形成得角得统称根据颗粒体运动状态得不同，可分为内摩擦角、安息角、壁摩擦角及动内摩擦角6、内摩擦角：在力学上可以理解为块体在斜面上得临界自稳角，在这个角度内，块体就是稳定得；大于这个角度，块体就会产生滑动摩擦角表示该极限应力状态下剪应力与垂直应力得关系，它可用莫尔圆与破坏包络线来描述仓氫鏇鈿曠进賞式中6与02为两个主应力，这两个关系式也可以用莫尔圆上N点得坐标值来表示，N点与&夹圆心角为2当itf•扌轴怵泾明科巾山號就莎IS額異蚂赇錆锊傳0与6为已知时，用公式法或莫尔圆法都可获得通过该点得任一截面上得正应力与剪应力值测试方法：流出法、抽出法、活塞法、慢流法、压力。