粉体材料工程-3章
粉体工程课件
陶瓷行业应用
药物制备
粉体工程技术在制药行业中广泛应用于药物制备，如中药和西药的生产。粉体工程技术通过控制药物的粒度和释放性能，可以提高药物的生物利用度和治疗效果。
药物剂型设计
粉体工程技术也用于药物剂型的设计，如颗粒剂、片剂、胶囊剂等。通过粉体工程技术的处理，可以调节药物的释放速度和作用方式，满足不同治疗需求。
离心筛分
利用液体将物料湿润，然后通过筛孔分离不同粒度的物料的过程。
湿法筛分
筛分技术
干法混合
湿法混合
气流混合
振动混合
混合技术
01
02
03
04
利用机械力将不同粒度的物料混合均匀的过程，如搅拌、搅拌磨等。
利用液体将不同粒度的物料混合均匀的过程，如捏和、乳化等。
利用高速气流将不同粒度的物料混合均匀的过程，如流化床、喷射混合等。
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粉体表面改性技术
粉体可作为填料添加到高分子材料中，提高材料的力学性能、阻隔性能和加工性能等。
高分子复合材料
利用陶瓷粉体制备出高性能的陶瓷复合材料，如陶瓷基复合材料、纳米陶瓷复合材料等。
陶瓷复合材料
金属粉体与其他金属或非金属材料复合，制备出具有优异性能的金属复合材料。
金属复合材料
粉体在复合材料中的应用
02
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粉体工程安全防护
粉体工程环保措施
总结词：了解粉体工程对环境的影响，掌握环保措施，保护环境。
了解粉体工程中产生的污染物及其对环境的影响。
学习如何合理选用环保设备，降低污染物排放。
详细描述
掌握环保设备的运行原理和使用方法。
定期进行环保监测，确保排放物符合国家标准。
《粉体工程》word版
粉碎固体物料在外力作用下克服其内聚力使之破碎的过程。
粉碎比物料粉碎前的平均粒径与粉碎后的平均粒径之比称为平均粉碎比。
粉碎级数串联粉碎机台数粉碎流程（1）开路流程从粉（磨）碎机中卸出的物料即为产品，不带检查筛分或选粉设备的粉碎流程。
简单、效率低、产品合格率低（2）闭路流程带检查筛分或选粉设备的粉碎流程。
效率高循环负荷率不合格粗粒作为循环物料重新回至粉碎机中再进行粉碎，粗颗粒回料质量与该级粉碎产品质量之比。
选粉效率检查筛分或选粉设备分选出的合格物料质量与进该设备的合格物料总质量之比。
强度:指对外力的抵抗能力，通常以材料破坏时单位面积所受的力来表示（N/m2）理论强度不含任何缺陷的完全均质材料的强度（相当于原子、离子或分子间的结合力）实际强度一般为理论强度的1/100～1/1000硬度材料抵抗其他物体刻划或压入其表面的能力，也可理解为在固体表面产生局部变形所需的能量易碎(磨)性一定粉碎条件下，将物料从一定粒度粉碎至某一指定粒度所需的比功耗。
----比功耗单位质量物料从一定粒度粉碎至某一指定粒度所需的能量。
脆性脆性材料受力破坏时直到断裂前只出现极小的弹性变形而不出现塑性变形，抗冲击能力较弱。
采用冲击粉碎方法可粉碎。
材料的韧性指在外力作用下，塑性变形过程中吸收能量的能力。
断裂材料的断裂和破坏实质上是在应力作用下达到其极限应变的结果。
脆性材料在应力达到其弹性极限时，材料即发生破坏，无塑性变形出现。
韧性材料在应力略高于弹性极限并达到屈服极限时，尽管应力不断增大，但此时材料并未破坏，自屈服点以后的变形为塑性变形。
粉碎方式(a)挤压粉碎(b)冲击粉碎(c)摩擦-剪切粉碎(d)劈裂-裁断粉碎挤压粉碎：粉碎设备的工作部件对物体施加挤压作用，物料在压力作用下发生粉碎（挤压磨及鄂氏破碎机）挤压-剪切粉碎：挤压和剪切两种粉碎方法相结合的方式（雷蒙磨，立式磨）。
冲击粉碎：包括高速运动的粉碎体对被粉碎物料的冲击和高速运动的物料向固定壁或靶的冲击。
材料制备技术-粉末冶金
热模锻优势：
① 粉末冶金制件精度比精锻高；
① 可制造大型零件；
② 粉末锻造节省材料、重量控制精 ② 锻件力学性能比烧结粉
确、可无非边锻造，也能制造形状较 末冶金零件高，但与粉末
复杂制件；
锻造件相当；
③ 粉末锻造只需一副成形模具和一 ③ 可制造形状复杂程度较
副锻模；热锻需两副以上锻模、一副 高的制品。
挤压(extrusion)、轧制(rolling)、拉拔(drawing)、 冲压(punching)、锻造(forging)
PM(Powder Metallurgy) 粉末冶金法 制粉(powder making)压型(pressing) 烧结(sintering)
粉末冶金特点及与其他成形工艺的比较
现代粉末冶金发展的三个重要标志：
• 1909年制造电灯钨丝的技术成功（W粉成形、烧结、锻打、 拉丝）；1923年硬质合金研制成功。 • 20世纪30年代，多孔含油轴承成功；相继发展铁基机械零件 • 向新材料、新工艺发展：20世纪40年代，金属陶瓷、弥散强 化材料（如烧结铝）；60年代末～70年代初，粉末高速钢、粉 末高温合金，粉末锻造技术已能生产高强度零件。
4） 成型性 Formation ability
定义:粉末压制后，压坯保持既定形状的能力 用压坯强度 表示
意义: 压坯加工能力，加工形状复杂零件的可能性 影响因素:颗粒之间的啮合与间隙
a 不规则颗粒，颗粒间连接力强, 成型性好 b 颗粒越小，成型性越好;
与压缩性影响后果相反,必须综合考虑
2.2 粉末制备方法
3） 压缩性 Compressive ability
(1) 定义: 粉末被压紧的能力，表示方法是：在恒定压 力下（30t/inch2）粉末压坯的密度
粉体材料科学与工程专业
粉体材料科学与工程专业粉体材料科学与工程是一门研究粉末材料的制备、性能和应用的学科。
粉体材料具有细小颗粒、大比表面积和高活性的特点，广泛应用于冶金、化工、材料、能源等领域。
粉体材料的制备是粉体材料科学与工程的核心内容之一。
制备方法包括物理方法和化学方法。
物理方法主要包括研磨、气雾法、溶胶凝胶法等；化学方法主要包括沉淀法、溶剂热法、水热法等。
不同的制备方法可以得到具有不同形貌、粒径、晶型和结构的粉体材料。
粉体材料的性能是粉体材料科学与工程的另一个重要研究方向。
粉体材料的性能包括物理性能、化学性能和力学性能等。
其中，物理性能包括粒径分布、比表面积、孔隙率等；化学性能包括化学活性、化学稳定性等；力学性能包括强度、硬度、韧性等。
研究粉体材料的性能可以为其在不同领域的应用提供理论依据。
粉体材料的应用是粉体材料科学与工程的最终目标。
粉体材料在冶金行业中广泛应用于矿石矿选、冶炼和精炼过程中；在化工行业中应用于催化剂、吸附剂和分离材料等；在材料行业中应用于陶瓷、涂料和复合材料等；在能源行业中应用于储能材料和催化剂等。
粉体材料的应用领域不断拓展，为推动工业发展和创新提供了重要支撑。
粉体材料科学与工程的研究还面临一些挑战。
首先，粉体材料的制备过程复杂，需要克服颗粒聚集、颗粒粉化和颗粒溶解等问题。
其次，粉体材料的性能研究需要多学科交叉，涉及材料科学、化学、物理等多个领域的知识。
此外，粉体材料的应用需要与实际生产相结合，考虑到经济性、可行性和可持续发展等因素。
粉体材料科学与工程是一门综合性的学科，研究粉末材料的制备、性能和应用。
粉体材料的制备、性能和应用是该学科的重点研究内容。
通过研究粉体材料的制备方法、性能特点和应用领域，可以推动粉体材料科学与工程的发展，促进工业进步和创新。
粉体工程课件(ppt 54张)
16.02.2019
颗粒大小决定（影响）： e.g. 水泥的凝结时间、强度； 结构陶瓷的强度、韧度； 功能材料的功能； 催化剂的活性； 食品的味道； 药物的药力； 颜料的着色力；
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e.g.陶瓷材料性能由： a.材料组分； b.显微结构--粉体特性（颗粒度、形状、团聚 状态、相组分)； 亚微米―纳米级超细粉，加速烧结过程中动力 学过程，降低烧结时间，改善烧结体性能； e.g.水泥工艺是两磨一烧,水泥性能由 a.材料组成（煅烧）； b.颗粒度（颗粒大小及分布）； 水泥（溶胶－凝胶法，DSP）
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粉体技术所涉及到的行业和产品应用
食品 颜料 能源 粮食加工、面粉蛋白分离、调味料、保健食品、食品 添加剂、 偶氮颜料、酞青系列颜料、氧化铁系列颜料、氧化铬 系列 煤粉燃烧、固体火箭推进剂、水煤浆、
电子
电子浆料、电子塑封料、集成电路基片、电子涂料、 荧光粉、铁氧体
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粉体技术所涉及到的行业和产品应用
建材 精细 陶 瓷 环保 机械 水泥、建筑陶瓷生产、复合材料、木粉 原料细化处理、梯度材料、金属与陶瓷复合材料、颗 粒表面改性 脱硫用超细碳酸钙、固体废弃物的再生利用、各类粉 状污水处理剂 粒度砂、微粉磨料、超硬材料、固体润滑剂、铸造型 砂
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DSP水泥;densified systems containing homogeneous 16.02.2019 arranged ultrafine particle;DSP cement
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非金属矿行业对国民经济和社会就业的贡献和影响不 断提高，2000年非金属矿工业总产值已达548.82亿元， 超过金属矿工业总产值（435.34亿元）。非金属矿产 品与金银铜铁一样，是社会发展不可缺少的重要物质 资料。在出口方面，非金属矿产品是我国改革开放以 来出口创汇增长最快的产品；其巨大贡献是不争的事 实。非金属矿产品在"六五”期间出口12.5亿美元,"七 五"期间达到25.7亿美元，"八五"期间超过53.7亿美元， "九五"期间超过100亿美元。2000年出口创汇24.29亿 美元，2001年达到28亿美元，2002年继续保持增长 势头。件
第3节 粉体的润湿
一 粉体堆积层中的液体 1 黏附液：黏附在颗粒表面的液体。 2 楔形液：在颗粒间滞留的液体。 3 毛细管上升液：由于粉体堆积形成的毛细 管，而使液体存在之间。 4 浸没液：完全包围颗粒的液体。
粉体工程
济南大学 材料学院 张学旭
1
楔形液
粘附液
毛细管上升液 浸没液
粉体工程
济南大学 材料学院 张学旭
ALS Lg cos
10
济南大学 材料学院 张学旭
３当θ =0o时，为铺展润湿。 实际上是在固／液界面代替固／气界面的同 时，液体表面也扩展．
铺 展 系 数
S LS Sg ( Lg LS )
粉体工程
SLS Lg (cos 1)
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济南大学 材料学院 张学旭
7
根据平衡关系可得到下ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ γ sg=γ sL+γ Lgcosθ γ sg-固-气表面张力 γ sL-固-液表面张力 γ Lg-气-液表面张力 F= γ Lcosθ 是润湿张力 θ –润湿角。
粉体工程
济南大学 材料学院 张学旭
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１ 当180o≥θ 时，为沾湿（adhension）。 使固／气界面和液／气界面变为固／液界 面的过程．
济南大学 材料学院 张学旭 3
粉体工程
(3)毛细管状态(capi11ary state) 颗粒间的所有空隙全被液体充满 仅在粉体层的表面存在气液界面。 (4)浸渍状态(immersd state) 颗粒群浸在液体中，存在自由液面。
粉体工程
济南大学 材料学院 张学旭
4
摆动状态
链索状态
粉体材料科学与工程专业
粉体材料科学与工程专业粉体材料科学与工程专业是一门涉及粉体材料制备、表征、加工及应用的综合性学科，其研究范围涉及金属、陶瓷、高分子等各类粉体材料。
粉体材料是一种颗粒度在纳米至毫米级之间的材料，具有特殊的物理、化学和力学性能，因此在许多领域具有广泛的应用前景。
本文将从粉体材料的制备、表征、加工及应用等方面进行介绍。
首先，粉体材料的制备是该专业的重要研究内容之一。
粉体材料的制备方法主要包括化学合成、物理方法和机械方法。
化学合成是指通过溶胶凝胶法、溶剂热法等化学反应来合成粉体材料，物理方法包括气相法、溶剂法等，而机械方法则是指通过机械力对原料进行研磨、压制等方式来得到粉体材料。
不同的制备方法将直接影响到粉体材料的形貌、结构和性能，因此在制备过程中需要对原料、工艺参数等进行精确控制。
其次，粉体材料的表征是为了了解其物理、化学和力学性能而进行的重要工作。
常用的表征方法包括X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、热分析等。
通过这些表征方法可以得到粉体材料的晶体结构、表面形貌、热稳定性等信息，为后续的加工和应用提供重要的参考数据。
再次，粉体材料的加工是将其制备成各种成型件或制品的过程。
常用的加工方法包括压制、注射成型、烧结等。
在加工过程中需要考虑原料的成型性能、烧结工艺参数等因素，以确保最终制品具有良好的物理和力学性能。
最后，粉体材料在工程中的应用包括制备金属陶瓷复合材料、催化剂、纳米材料等。
这些材料在汽车、航空航天、电子等领域具有重要的应用价值，因此粉体材料科学与工程专业的毕业生在就业市场上有着广阔的发展前景。
总之，粉体材料科学与工程专业涉及的内容广泛，研究领域涵盖了材料的制备、表征、加工及应用等方面。
随着科技的不断发展，粉体材料在新能源、环保、生物医药等领域的应用前景将更加广阔，因此该专业的学习和研究具有重要的意义。
希望本文的介绍能够为对粉体材料科学与工程感兴趣的同学提供一些参考和帮助。
粉体工程
4
2 2
本课程学习及考试要求
课堂按时听课，认真笔记 课后看书、自学、理解消化吸收 积极参加答疑辅导，课堂提问、期终考试 成绩比例：平时成绩:考试成绩=30%:70%
参考书
1 粉体工程导论，周仕学，张鸣林，科学出版社，2010
2 粉体加工技术，卢寿慈，中国轻工出版社，1999 3 粉体工程与设备，陶珍东，化学工业出版社，2003
粉体工程与矿物加工工程的关系
矿物加工工程是研究矿物分离的一门
应用技术学科。其学科目的是将有用 矿物和脉石(无用)矿物分离。
粉体工程与矿物加工工程的关系
矿物加工主要工艺
（1）金属矿：重力选矿、磁力选矿、浮 游选矿、化学选矿等； （2）非金属矿：浮游选矿、重力选矿等。
粉体工程与矿物加工工程的关系
粉体的定义
粉体：工程上常把常态下将以较细的
粉粒状态存在的物料，称为粉状物料， 简称粉体，其粒径可由几nm至几十
mm。
粉体工程主要研究内容
粉体工程是以粉体物料为研究对象，
研究其性质、加工处理技术的一门
工程科学。
粉体工程主要研究内容
主要内容包括粉粒体的基本性质、粉碎
过程的基本理论及设备、粉体输送及设 备、分级分离理论及设备、混合造粒原 理及设备、喂料及计量设备、粉体力学 及流变学理论等相关知识。
日、美、德等国相关的粉体杂志和信息部门建立了相应的
信息资料交换联系。
介绍中国粉体工业信息网主建单位
中国贸易促进会－建材分会－粉体工业委员会
中国硅酸盐学会－精细陶瓷分会－粉体专业业委员会
中国金属学会－粉末冶金专业委员会
中国选矿学会－粉体工程委员会
粉末冶金原理第三部分 粉末成形技术
2 研究对象
材料设计的概念
工程应用(服役情况)→性能要求→材料 性能(经济性)设计→微观结构设计→材 质类型、加工工艺设计
研究粉末类型、加工工艺参数与材料 微观结构及部件几何性能间的关系
研究粉末冶金加工过程中 的相关工程科学问题 即研究粉末成形与烧结过 程中的工程科学问题
第一部分
4） 制粒 pelletizing or granulating 细小颗粒或硬质粉末 为了成形添加成形剂 改善流动性添加粘结剂 进行自动压制或压制形状较复杂的大 型P/M制品 粉末结块 原理 借助于聚合物的粘结作用将若干细小 颗粒形成团粒
减小团粒间的摩擦力 大幅度降低颗粒运动时的摩 擦面积 制粒方法 擦筛制粒 旋转盘制粒 挤压制粒 喷雾干燥
非模压成形 冷、热等静压，注射成形，粉 末挤压， 粉末轧制，粉浆浇注，无模成 型，喷射成 形，爆炸成形等
第一章 粉末压制 Powder Pressing or Compaction
§1 压制前粉末料准备 1) 还原退火 reducing and annealing 作用: 降低氧碳含量，提高纯度 消除加工硬化，改善粉末压制 性能（前者亦然）
2.2 弹性后效 Springback 反致密化现象 压坯脱出模腔后尺寸胀大 的现象 残留内应力释放的结果 弹性后效与残留应力相关 压制压力 粉末颗粒的弹性模量
粉末粒度组成（同一密度） 颗粒形状 颗粒表面氧化膜 粉末混合物的成份 石墨含量
3 压坯强度 Green strength
2.2 大程度应变的处理 自然应变 ε =∫LLodL/L=ln(L/Lo) 若压坯的受压面积固定不变， 则 ε =-ln[(V-Vm)/(Vo-Vm)] =ln{[(ρ mρ o)ρ ]/[(ρ m-ρ )ρ o]}
粉体材料科学与工程专业
粉体材料科学与工程专业粉体材料科学与工程专业是一门研究粉体材料的制备、性能和应用的学科。
粉体材料广泛应用于冶金、化工、电子、材料、能源等领域，对现代产业的发展起着重要的支撑作用。
粉体材料是指颗粒尺寸在纳米到毫米级别之间的固体颗粒集合体。
与块材料相比，粉体材料具有较大的比表面积、较高的孔隙率和较好的可压缩性。
这些特性使得粉体材料在很多领域具有广泛的应用前景。
粉体材料科学与工程专业的研究内容主要包括粉体的制备、表征、性能测试与评价以及应用研究等方面。
其中，粉体的制备是该专业的核心内容。
粉体的制备方法多种多样，常见的包括溶胶凝胶法、物理法、化学法、机械法等。
不同的制备方法可以得到不同形态和尺寸的粉体颗粒。
粉体材料的表征是粉体科学与工程研究的重要环节。
常见的表征手段包括颗粒形貌和尺寸的观察、比表面积的测定、孔隙率的测试等。
这些表征手段可以帮助研究者了解粉体的形态结构和物理性质，为粉体的进一步应用提供依据。
粉体材料的性能测试与评价是粉体科学与工程研究的另一个重要方面。
粉体材料的性能包括物理性能、力学性能、化学性能等多个方面。
通过对粉体材料性能的测试与评价，可以评估其在不同应用环境下的适用性。
粉体材料的应用研究是粉体科学与工程研究的最终目标。
粉体材料在冶金、化工、电子、材料、能源等领域具有广泛的应用前景。
例如，在冶金领域，粉末冶金技术可以制备高性能的金属材料；在化工领域，粉体材料可以用于催化剂的载体；在电子领域，粉体材料可以用于制备电子元器件等。
粉体材料科学与工程专业培养具备粉体材料制备、表征、性能测试与评价以及应用研究能力的高级专门人才。
毕业生可以在科研院所、高等院校、企事业单位等领域从事粉体材料的研究与开发工作。
此外，粉体材料科学与工程专业的人才还可以在粉末冶金、催化剂、电子材料等行业从事技术开发、生产管理等工作。
粉体材料科学与工程专业是一门重要的材料科学与工程学科，其研究内容涉及粉体的制备、表征、性能测试与评价以及应用研究等方面。
粉体工程
SV
6
9.7
6 8 14 24
6
6 8 14 24
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§1.2 粉体的特性表征
1 粉体的平均粒径 2 粒度分布 3 粒度测定 4 粉体的比表面积与测量原理
2019/12/1
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粉体的平均粒径 粉体平均粒径计算公式
粉体的特性表征③ 面积平均径
2019/12/1
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当量径
颗粒大小和形状表征 颗粒大小
颗粒与球或投影圆有某种等量关系的球或投影圆的直径
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等效圆球体积直径
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颗粒大小和形状表征 颗粒大小
等体积球当量径 与颗粒同体积球的直径
dv 3
6v
等表面积球当量径 与颗粒等表面积球的直径
ds
s
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扁平度
m
颗粒的宽度 颗粒的高度
b n
延伸度
n
颗粒的长度 颗粒的宽度
l b
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形状系数
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
若以Q表示颗粒的几何特征，如面积、体积，则Q与颗粒粒径 d的关系可表示为：
Q kdp
式中，k即为形状系数。对于颗粒的面积和体积 描述，k有两种主要形式，分别为：
立方体 正四面体 圆柱(d：h=1：10) 圆板(d：h=10：1)
2019/12/1
w =1 w =0.877 w =0.806
w =0.671 w =0.580 w =0.472
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扁平度m与延伸度n
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
一个任意形状的颗粒，测得该颗粒的长、宽、高为l、b、h， 定义方法与前面讨论颗粒大小的三轴径规定相同，则：
溶胶-凝胶法制备TiO2粉体的研究
成 的 主要 因素 ， 采 用 Ｓ Ｍ 和 Ｘ Ｄ 等方 法对 样 品 进行 表征 。结 果 表 明 ， 并 Ｅ Ｒ 当溶 液 的 ｐ 值 为 ２时 ， 拌 速 度 为 ４ ０ｒ ｉ ， Ｈ 搅 ５ ｍ ｎ 温 ／ 度为 ６ ０℃ ． 水 量 合 适 时 可 制得 性 能 良好 的 溶 胶 一 胶 ， 胶 凝 胶 ４ ０℃下 煅 烧 ２ ｈ后 ， 以 制 得 具 有 较 高 光 催 化 活性 的 加 凝 溶 ５ 可 Ｔ Ｏ 粉 末 。Ｔ Ｏ 粉 末 主 要 具 有 锐 钛 矿 型 晶 体 结 构 。 ｉ ｉ 关 键 词 溶 胶 一 胶 法 ； 氧 化 钛 粉 末 ； 催 化 凝 二 光 中 图分 类 号 Ｔ ３ Ｂ２ 文 献标 识码 Ａ 文章 编 号 １ ０ — ４ Ｘ（ ０ ０ ０ — ０ １ ０ ０ ４ ２ ４ ２ １ ） １０ ９ — ４
１２ 溶胶 一 胶 法制 备 ＴＯ２ ． 凝 ｉ
室 温 下将 一 定 量 Ｔ Ｂ（ 酸 四正 丁酯 ） Ｎ 钛 与一 定 量 的三 乙醇胺 混 合均 匀 ，于一 定 温度搅 拌 下加 人数 毫 升
实验三 粉体真密度的测定 - 材料科学与工程基础实验中心
实验三粉体真密度的测定一、实验目的1、熟练运用浸液-比重瓶法测定粉体的真密度。
2、掌握浸液-比重瓶法测定粉体的真密度的原理及影响测定真密度的因素。
二、实验原理粉体质量与其真体积之比称为真密度，真体积不包括存在于颗粒内部的封闭空洞。
真密度是粉体的基本物性之一，真密度的测定方法主要有浸液法和气体容积法。
浸液法是将粉末浸入在易润湿颗粒表面的浸液中，测定其所排出液体的体积。
此法必须完全排除气泡，真空脱气操作有加热（煮沸）法和减压法。
浸液法测定粉末颗粒密度主要有比重瓶法和悬吊法。
比重瓶法测定粉体真密度具有仪器简单、操作方便，结果可靠等优点，已成为目前应用较多的测定真密度的方法。
气体容积法是以气体取代液体测定试样所排出的体积，此法排除了浸液法对试样溶解的可能性，具有不损坏试样的优点。
但测定时易受温度影响、还存在漏气等问题。
气体容积法分为定容积法与不定容积法。
实验原理是阿基米德浮力原理和真空脱气结合。
三、测试操作程序1、测试装置与仪器设备自制干燥器、循环水式真空泵、轻质碳酸钙粉、容量瓶、蒸馏水、电子天平2、实验过程浸液选取原则：① 粉体不溶解于浸液；② 粉体不和浸液反应；③ 粉体的直径一般大于5μm（避免超细粉体强烈地吸附气体）。
粉末混合后四分法分粉。
操作步骤：加入约为比重瓶容量1/3的粉体试样，再加入浸液至比重瓶容量的2/3处。
置于干燥器中，0.1MPa抽10min。
注意观察气泡。
结束后，取出比重瓶，加满浸液，称其质量M sl ：瓶+粉+液。
将比重瓶洗干净后，再加满浸液，称其质量M l ：瓶+液。
3、数据记录瓶 号 瓶重 m 0 / g （瓶+粉）重 m s / g （瓶+粉+液）重 m sl / g （瓶+液）重 m l / g真密度 ρ / (g ⋅cm -3)平均值 ρ / (g ⋅cm -3)4、数据处理 真密度ρ计算式：()()0s l l sl s m m m m m m ρρ−=⋅−−−ρl ：测试温度下浸液密度，g / cm 3四、思考题1、开口颗粒和空心颗粒哪种可以用浸液-比重瓶法测定？2、浸液-比重瓶法测定真密度的原理是什么？3、影响测定真密度的主要因素是什么？。
粉体工程考研题库
粉体工程考研题库粉体工程是一门研究固体颗粒材料的加工、处理、应用和特性的学科。
在考研题库中，通常会包含基础理论、工艺技术、设备设计、材料特性分析以及实际应用案例等方面的问题。
以下是一些可能包含在粉体工程考研题库中的问题和解答：1. 粉体的基本概念：- 粉体是指粒径在一定范围内的固体颗粒的集合体。
通常，粒径小于1毫米的颗粒可以被认为是粉体。
2. 粉体的分类：- 根据颗粒大小，粉体可以分为粗粉、细粉和超细粉。
根据颗粒形状，可以分为球形、不规则形等。
3. 粉体的物理特性：- 包括颗粒大小分布、比表面积、孔隙率、颗粒形状、密度等。
4. 粉体的加工技术：- 包括粉碎、筛分、混合、造粒、干燥等。
5. 粉体的表面改性：- 通过物理或化学方法改变粉体颗粒的表面性质，以提高其在特定应用中的性能。
6. 粉体的流变学特性：- 研究粉体在流动过程中的力学行为，如流动性、压缩性、凝聚性等。
7. 粉体的储存与输送：- 涉及粉体在储存和输送过程中的设备选择、防结块、防污染等。
8. 粉体在工业中的应用：- 如在医药、食品、化工、建筑材料等领域的应用。
9. 粉体工程中的环境问题：- 包括粉尘的控制、废气处理、废物回收等。
10. 粉体工程的发展趋势：- 探讨粉体工程在新材料开发、节能减排、智能制造等方面的前景。
实例问题：- 某制药企业需要将一种药物粉末进行粉碎以提高其溶解速率，应选择哪种粉碎方式？- 根据药物粉末的特性，可以选择湿法粉碎或干法粉碎。
湿法粉碎适用于易燃易爆或有毒的粉末，而干法粉碎适用于一般粉末。
结尾：粉体工程是一个多学科交叉的领域，它涉及到材料科学、化学工程、机械工程等多个学科。
掌握粉体工程的基础知识和技能对于从事相关领域的研究和开发至关重要。
希望以上的题库内容能够帮助考研学生更好地准备考试，深入理解粉体工程的各个方面。
粉体材料科学与工程
粉体材料科学与工程粉体材料（PowderedMaterials）是指一类因分散型结构，分散粒子经高温高压处理而成的具有特殊力学、化学和动力学性能的固体材料。
粉体材料科学技术，是指研究材料（表面）粒度特性及其与表征物化特性、力学特性、动力特性和热学特性之间的关系，以及其制备、表征，以及应用过程中的研究，以期更好地利用粉体材料资源，更高效地开发利用粉体材料的科学技术研究。
粉体材料科学与工程在微纳米特性中起着重要作用。
粉体材料的特性可以归结为非常小的粒子尺寸，高粒度比表面积，以及具有大的活性和特殊的性质，比如电、热、光、磁性、超疏液性及表面活性等。
粉体材料的粒径、形状、结构、分散和表面积等特性，与材料的机械、热、电、光和流变性能有着密切的关系，有助于研究及利用粉体材料的特殊性质。
此外，它还能够改善空气动力学特性、提高质量平衡和稳定性、减少材料尺寸和重量、控制反应速率、增强可再生特性、改善物料安全性等特点。
粉体材料的应用涉及一系列行业，如日化、冶金、包装、农产品加工以及粉碎加工等。
粉体材料的生产是一个复杂的过程，其生产中涉及材料浆料建立、改性与粉碎、分散、干燥等多手段，粉体材料材料研发工程师需要具备制备粉体材料及相关结构性能的专业技能。
研发者需要熟悉粉体材料的属性和性能及其应用的开发状况，并运用有关的仪器设备进行表征，进行粒度、粒形分析以及其他表征，以及根据应用要求制定最佳的工艺流程，从而实现高性能的粉体材料以充分满足客户的需求。
粉体材料科学与工程是研究粉体材料科学和技术原理及其应用过程的一门广泛的学科，其包括材料科学技术、粒度分布、形状、结构和多功能性能与应用过程等方面。
未来，人们将更加重视粉体材料的应用和发展，粉体材料科学研究及工程应用将会更加广泛。
粉体材料科学技术是一类具有多功能性能的固体材料，其应用将极大地提高粉体材料的使用效率和功能，为实现新材料的发挥提供技术支撑，促进粉体材料在微纳米级别的发展与应用。
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3.4 粉体的压力 3.5 颗粒在流体中的沉降 3.6 透过流动现象
3.4 粉体的压力
3.4.1 粉体的侧压力系数 被动状态：粉体层受水平方向压力时，将沿斜上方推开，
这时的极限应力状态称为被动状态。
主动状态：粉体层受重力作用时，将要出现崩塌时的极
限应力状态称为主动状态。
一般，工业中这种状态少见。
3.1.3 沉降速度计算
u0
4 gd p p 3
Rep＜1，层流区。
u0
4 gd p p 3
d p p g
2
18
- - - 斯托克斯公式
1＜Rep＜1000，过渡流区。
p u0 0.104 g
0.73
d 1.18 p
0.45
阿纶公式
1000＜Rep＜2 × 105，湍流区。
p g d 0.5 牛顿公式 u0 1.74 p
0.5
作业：
1、何谓颗粒的沉降速度？ 2、已知玻璃球的密度为 p 2500 k g / m3 水的密度为 1000 kg / m3 水在20℃的黏度为 0.001Pa s 求直径为80um的玻璃球在水中（层流区）的 沉降速度。
24 f Re p 1 0.15 Re 0p.687 Re p 8
或 24 3
Re p
16
或用简便计算公式
30 0.625 Re p
特点：流体脱离了颗粒尾部，在后面形成 负压区，产生漩涡，引起动能损失。
1000＜Rep＜2 × 105，湍流区。
颗粒在静止流体内的沉降
du F G0 Fd m dt m G0
6
d 3 p g p
2 d p
6
d p
3 p
Fd
du g dt
( p )
u2 4 2
p
3u 4 dp p
2
以上公式成立的前提假设：自由沉降
自由沉降:固体颗粒在流体中仅受自身重力、流体浮力和二者相对 运动时产生的阻力的作用,而不受其他机械力干扰的沉降过程。
第一类： （1）表面光滑的球形颗粒； （2）无限大的静止流体空间。 第二类： （1）有限流体空间； （2）颗粒群的体积浓度低。
颗粒沉降分为两个阶段： （1）加速阶段 （2）匀速阶段：颗粒相对于流体的运动速度 u0，称为沉降速度。
阻力系数
8
f Re p
Re p
0.44
特点：颗粒尾部产生的涡流迅速破裂，并 形成新涡流，以致于达到完全湍流运动。 阻力大小由惯性阻力决定，黏性阻力变化 对其影响甚微，因而，阻力系数与Rep的变 化无关。
Rep ＞ 2 × 105，高度湍流区。
0.1
特点：流速很大，颗粒尾部产生的涡流迅 速被卷走，在紧靠颗粒尾部表面残留有一 层微小的小湍流，总阻力系数减小。
d p u
为流体黏度
Rep＜1，层流区。
24 f Re p Re p 8
斯托克斯（Stokes）公式：
Fd
d
u2 3 d p u 4 2
2 p
特点：流体能一层层平缓绕过颗粒，在颗 粒后面合拢，流线不受破坏，层次分明。
1＜Rep＜1000，过渡流区。
3.4.3 粉体内的动态压力
（1）质量流（整体流）：料仓内整个粉体层能够基本均匀 下降流出。 特点：先进先出
（2）漏斗流：料仓内粉体层的流动区域呈漏的沉降
3.5.1颗粒在静止流体内的沉降 3.5.2阻力系数 3.5.3沉降速度计算 3.5.4非球形颗粒沉降速度 3.5.5干扰沉降 3.5.6等降颗粒 3.5.7颗粒在旋转流体中的运动
侧压力系数（K）：K=水平应力/铅垂应力 分类：主动侧压力系数和被动侧压力系数（根据粉体所
受最大主应力的不同）
3.4.2 粉体内的静压力分布 三个假定：
（1）容器内粉体层处于极限应力状态； （2）同一水平面的铅垂压力相等； （3）粉体的物性和填充状态均一，壁摩擦系数为常数。