第一章特种陶瓷粉体的性能2PPT课件
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粉体特性PPT课件
2021
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一、 粉体的基本物理特性
• 粉体（powder）：大量固体颗粒的集合体 – 具有原固体（bulk）的特性，如物质结构、密度等； – 粉体自身的特性：流动性、变形、高活性等
• 粉体颗粒（particle）：物质本质结构不发生变化，分散的 固体最小单元。一次颗粒
• 团聚体（Agglomerate）：在范德华力、毛细管力等作用下 团聚在一起的颗粒，粉体颗粒通常的存在形式。二次颗粒
• 平均粒径（mean diameter）
n
D f di di i1
• 标准差： f(di)(di d50)2
• 分布宽度： SPAN d90 d50
d10
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粉体粒度测试方法
• 沉降法 • 激光散射法 • 比表面积法 • X射线衍射线宽法（<500nm） • 小角X射线散射法（ <100nm ） • 电镜观察统计 • 筛分
• 加热真空脱气后，通入吸附气体氮气，试样管置于液氮瓶 中，测试吸附曲线；
• 然后去掉液氮，测试脱附曲线； • 注入已知量的氮气，获得定标曲线； • 一般采用脱附曲线计算单分子层吸附量Vm
SM
NAVm Am Vmol M s
NA：阿伏伽德罗常数；Am：一个吸附分子所 占面积（16.2*10-20m2for N2)；Vmol：气体摩尔 体积；Ms试样质量
• 固体ห้องสมุดไป่ตู้子运动时吸附层会随之一起 运动，而扩散层不然。两层的界面
叫做剪切面。该界面处的电位叫作 ξ电位。
• 电位分布： 0 exp x / 1
1/ 2
1
r 0kBT
F2
N
i
Z
2 i
κ-1：双电层厚度
第一章 特种陶瓷粉体的物理性能及其制备
二、化学合成方法 1、固相法制备粉末 主要原理： 以固态物质为起始原料， 主要原理： 以固态物质为起始原料，通过原料间 发生固相反应制备所需物质、 发生固相反应制备所需物质、后经一定工序获得 粉末的方法。 粉末的方法。 热分解反应法
△ 2NH4Al( SO4 )2 12H2O →Al2O3 + 2NH3 + 4SO2 + 13H2O
FILTER
特点：高温可进行化学反应，纯度高， 特点：高温可进行化学反应，纯度高，可制备超微颗粒 （4）气流磨 ） 最广泛使用的粉碎方法 用于无须化学反应时 获得粉体颗粒尺寸范围 0.1~0.5m 粒度均匀
第二节
特种陶瓷粉体制备方法
特种陶瓷粉体的制备方法：物理制备方法和 特种陶瓷粉体的制备方法：物理制备方法和化 学合成法 一、物理制备方法简介 机械粉碎法（滚筒式球磨机、振 滚筒式球磨机、
动磨、行星式研磨机等 动磨、行星式研磨机等）
物理制备方法
气流粉碎法（气流磨） 气流粉碎法（气流磨） 物理气相沉积（PVD）法 物理气相沉积（PVD）
①②③直流等 ①②③直流等 离子发生器， 离子发生器， ④线圈 ⑤原料输入管 ⑥石英管 ⑦⑧工作气体 ⑦⑧工作气体 管路
（3）激光熔融法 ） 利用激光将固体熔融并且 打出固体表面， 打出固体表面，形成辉光 含粒子流、等离子等） （含粒子流、等离子等） 对辉光进行收集。 ，对辉光进行收集。
COLLECTOR
粉 末
粉
超细粉体 （0.1～1μm） 0.1～1μm） 纳米粉体 （＜ 0.1μm） 0.1μm）
二、 粉体的粒度与粒度分布 1、粉体颗粒 定义：在物质的本质结构不发生改变的情况下， 定义：在物质的本质结构不发生改变的情况下， 分散或细化而得到的固态基本颗粒。 分散或细化而得到的固态基本颗粒。 一次颗粒 二次颗粒
特种陶瓷课件
第一章 特种陶瓷粉体的制备及其性能表征
制备工艺过程→显微结构→特殊性能
制备工艺过程：粉体制备、成型、烧结。
粉体制备是基础。
如：粉体的流动性、团聚状况、颗粒度→坯 体的质地、致密度、是否有缺陷→陶瓷件的 显微结构均匀性、致密度、内部有无缺陷、 外表是否平整。
1.1 特种陶瓷粉体应有的特性
1、化学组成精确：它决定了产品晶
3、等沉降速度球相当径：也称为斯托克斯径，它 是以在流体中与实际颗粒以相等沉降速度下降的球 的直径来表示实际颗粒的粒度的。斯托克斯定律：
其中，V--斯托克斯沉降速度；D--斯托克斯径；η— 流体介质的粘度；ρs、ρf—分别是颗粒及流体的 密度。
4、马丁径：沿一定方向把颗粒的投影面 积二等分线的长度。该等分线可以在任何 方向画出，只要对所有颗粒来说，保持同 一方向； 5、费莱特径：颗粒影象的二对边切线 （相互平行）之间的距离。只要选定一个 方向后，任意颗粒影象的切线都必须与该 方向平行； 6、投影面积径：与颗粒影象有相同面积 的圆的直径。 其中，只有显微镜法，可以有目的地将一 次颗粒径与团聚颗粒径分开。
4、研究制备材料的最佳工艺；
5、对烧后制品进行冷加工技术。
7、研究趋向与展望
研究趋向：
从单一的力学、热学、电学、磁学、光学等向 复合功能的发展； 制备过程中多种材料组成、形式的复合化，以 改善陶瓷材料的脆性； 基础科学的研究。 展望： 特种陶瓷材料的产业化 the honour of “china”
dv
=
3
6V π
2、等面积球相当径：与颗粒等表面积的球的直径称为等表
面积球相当径，其大小
对表面积的测定一般通过流体透过法或吸附法间接得到，流体
透过多孔体的运动在层流条件下服从达西公式；氩气、液体吸 附法是当吸附与脱附平衡后，服从朗格缪尔方程。
特种陶瓷工艺与性能向道平第1章 特种陶瓷粉体的制备及其性能表征ppt课件
机械粉碎。现在发展到采用气流粉碎。特点：a.在 粉碎过程中易混入杂质；b.无论哪种粉碎方式，都 不易制得粒径在1um以下的微细颗粒。 合成法 是由离子、原子、分子通过反应、成核与 生长、收集、后处理来获得微细颗粒的方法。特点： 纯度、粒度可控，均匀性好，颗粒微细。通常合成 法包括固相法、液相法和气相法。
表面活性物质对钛酸钙瓷料比表面积的影响56液体助磨剂如醇类甲醇丙三醇胺类三乙醇胺二异丙醇胺油酸及有机酸的无机盐类可溶性质素磺酸钙环烷当细碎酸性物料如二氧化硅二氧化钛二氧化钴时可选用碱性表面活性物质如羧甲基纤维素三羟乙基胺磷脂等
特种陶瓷工艺与性能向 道平第1章 特种陶瓷粉 体的制备及其性能表征
第1章 特种陶瓷粉体 的性能及制备
上面所介绍的探针技术在样品内的穿透深度大约是1 m。
23
2.7.2. 表面化学成分
X射线质子发射谱(X-ray photoemission spectroscopy)(XPS)或化学分析电子(electron spectroscopy for chemical analysis)(ESCA) 俄歇电子谱(Auger electron spectroscopy)(AES) 二次离子质谱(secondary-ion mass spectrometry )(SIMS) 扫描俄歇电子显微镜(scanning Auger microscopy)(SAM)
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2.4. 粉体的表面特性
2.4.1. 粉体颗粒的表面能（surface energy）和表 面状态(surface state)
粉体颗粒的内部原子在周围原子的均等作用下处于能 量平衡的状态；而表面原子则只是一侧受到内部原子 的引力，另一侧则处于一种具有“过剩能量”的状态。 该“过剩能量”称为表面能。
表面活性物质对钛酸钙瓷料比表面积的影响56液体助磨剂如醇类甲醇丙三醇胺类三乙醇胺二异丙醇胺油酸及有机酸的无机盐类可溶性质素磺酸钙环烷当细碎酸性物料如二氧化硅二氧化钛二氧化钴时可选用碱性表面活性物质如羧甲基纤维素三羟乙基胺磷脂等
特种陶瓷工艺与性能向 道平第1章 特种陶瓷粉 体的制备及其性能表征
第1章 特种陶瓷粉体 的性能及制备
上面所介绍的探针技术在样品内的穿透深度大约是1 m。
23
2.7.2. 表面化学成分
X射线质子发射谱(X-ray photoemission spectroscopy)(XPS)或化学分析电子(electron spectroscopy for chemical analysis)(ESCA) 俄歇电子谱(Auger electron spectroscopy)(AES) 二次离子质谱(secondary-ion mass spectrometry )(SIMS) 扫描俄歇电子显微镜(scanning Auger microscopy)(SAM)
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2.4. 粉体的表面特性
2.4.1. 粉体颗粒的表面能（surface energy）和表 面状态(surface state)
粉体颗粒的内部原子在周围原子的均等作用下处于能 量平衡的状态；而表面原子则只是一侧受到内部原子 的引力，另一侧则处于一种具有“过剩能量”的状态。 该“过剩能量”称为表面能。
特种陶瓷工艺学 2 - 特种陶瓷工艺学课件
特种陶瓷工艺学特种陶瓷生产工艺特种陶瓷粉体性能及其制备技术特种陶瓷的成型方法特种陶瓷的烧结机制及其方法特种陶瓷的加工，以超硬材料金刚石、C B N 烧结体为主特种陶瓷成型配料常用的配料计算方法有两种：一种是按化学计量式进行式计算各原料的质量分数，以及各原料的质量分有这么高的纯度，精确计算时应予以修正。
原料中如有水分则需烘干，否则要扣除水化学组成Al 2O 3MgO CaO SiO 2wt%93 1.31.0 4.7只能由滑石引入：由高岭土和滑石同时引入：①去除原料中易挥发的杂质、化学结合和物理吸附注意以下几个方面：混料特种陶瓷成型塑化：可塑性：塑化剂：塑化特种陶瓷成型特种陶瓷成型塑化机理特种陶瓷成型塑化剂常用塑化剂塑化剂的选择塑化剂的影响特种陶瓷成型还原作用：对制品性能的影响特种陶瓷成型造粒①一般造粒法②加压造粒法③喷雾造粒法④冻结造粒法特种陶瓷成型喷雾造粒特种陶瓷成型喷雾造粒特种陶瓷成型悬浮问题（1）控制溶液PH值（2）有机胶体和表面活性物质的吸附特种陶瓷成型带电粒子在水溶液中的双电层结构扩散层吸附层对于固定体系E是固定的可通过塑化剂或者解凝剂调整特种陶瓷成型（1）控制溶液PH值特种陶瓷成型Al203料浆的PH 值、ζ电位以及粘度的关系曲线。
当PH 值由1～14时，ζ电位出现两次最大值，最大值处粘度最低酸性介质中粘度更低特种陶瓷成型有机表面活性物质的吸附（2）有机胶体和表面活性物质的吸附成型特种陶瓷成型特种陶瓷成型注浆成型特种陶瓷成型注浆成型注浆过程操作实例特种陶瓷成型特种陶瓷成型热压铸成型特种陶瓷成型热压铸成型：制备蜡浆料成蜡液，然后与粉料均匀混合，凝固后制成蜡板。
粉料要保证含水量不大于制备蜡浆时，在粉料中加入少量的表面活性剂(料浆性能要确保稳定性与可铸性热压铸成型：热压铸特种陶瓷成型热压铸成型：高温排蜡特种陶瓷成型工艺关键：控制升温速度和最高温度特种陶瓷成型排蜡工艺实例挤压成型特种陶瓷成型料浆要求：特点：挤压制造蜂窝状坯体模具特种陶瓷成型注射成型模压成型特种陶瓷成型工艺要求：注意加压速度和保压时间特点特种陶瓷成型特种陶瓷成型特种陶瓷成型模压成型机特种陶瓷成型等静压成型特种陶瓷成型特点：特种陶瓷成型特种陶瓷成型轧膜成型流延法成型特种陶瓷成型特种陶瓷成型干燥。
特种陶瓷01
3
热分解法(液相 界面反应法)
3Si(NH)2↔Si3N4+2NH3 3Si(NH)4↔Si3N4+8NH3
亚氨基硅Si（NH）2和氨基硅[Si(NH2)4]是利用 SiCl4在0℃干燥的乙烷中与过量的无水氨气反 应而成，NH4Cl可真空加热，并在1200～ 1350℃下于氨气中分解，也可用液氮多次洗涤 出去
一、原料分类
(一)、矿物原料
2、菱镁矿 MgO 47.82%，CO2 52.18% 制造耐火材料的一种重要原料； 电子陶瓷：镁橄榄石瓷（2MgO· SiO2）以及钛酸镁瓷 （Mg2TiO4）一种主要原料
硬度4-5，比重2.9-3.1；
主要杂质：CaO （有害）和 Fe2O3 （有害） 。
MgO +H2O---> Mg(OH)2
α、β、γ氧化铝
•γ - Al2O3是低温形态（1050℃以下），高温时转化为αAl2O3 ；晶格松弛而有缺陷，能吸附多种化合物； •* β - Al2O3无实质形态，是Al2O3含两很高的铝酸盐聚合 体，含有松弛的Na-O层，能通过Na+离子，作为纳硫电池 的陶瓷隔板；降低机械强度，增大介电损耗； •* α- Al2O3三方晶系，稳定到熔点。
4
气相合成法(气气)
3SiCl4+16NH3↔Si3N4+12NH4Cl 3SiH4+4NH3↔Si3N4+12H2
1000～1200℃下生成非晶Si3N4，再热处理而得 高纯、超细α-Si3N4粉末，但含有害的Cl-离子
Si3N4粉末的制备方法
一、原料分类 2.氮化铝
(二)、化工原料
氮化铝（AlN）是共价键化合物，属于六方晶系，纤维锌矿
第二节粉体的表征粉体颗粒的化学表征一合成氧化石墨烯图解1预氧化10ml浓硫酸2g石墨粉2氧化干燥后的预氧化石墨05115ml浓硫酸加水稀释抽滤洗涤至滤液呈中性室温下真空干燥一次氧化石墨85恒温大力搅拌8h冰浴10min冰浴搅拌1h升温到35反应2h23ml超纯水搅拌10min70ml超纯水和15ml30的搅拌溶液变为明黄色500ml10hcl过滤洗涤直到滤液为中性并透析超声解离离心洗涤真空干燥氧化石墨烯浓硫酸石墨粉kmno预氧化石墨粉氧化石墨烯的制备机理天然石墨是比较致密的层状结构经化学氧化得到边缘含有羧基羟基层间含有环氧及羰基等含氧基团的石墨氧化物此过程可使石墨层间距离从034nm扩大到约078nm再通过外力剥离如超声剥离得到单原子层厚度的石墨烯氧化物进一步还原可制备得到石墨烯预氧化再次氧化超声剥离化学还原羧基羟基羰基二aunpsgo复合材料的制备hauclaqueoussolutiongosuspension超声处理2haunpsgocomposites10mm05ml25mgml10mlgraphenexpsfullspectra20040060080010001200bindingenergyevgofullspectrumaunpsgofullspectrumc1so1sxpsspectraaunpsgo280282284286288290292bindingenergyev减去漂移c1s2845evc1s准峰015ev2868evcogoc1s28465ev28695ev276278280282284286288290292294bindingenergyev减去漂移的c1s2845evc1s标准峰202evaunpsgoc1s28652ev1c的1s峰在c被氧化后会右移结合能增大当aunps修饰在go时c1s的峰右移更多结合能更大2右图中co峰明显减弱c的1s峰增强说明在aunps作用下co键被还原形成c1s结构1机械粉粹法滚筒球磨振动磨行星磨搅拌磨气流磨高能球磨第四节粉体制备化学组分比较特殊的现代陶瓷采用化学试剂为固相原料
2019年第1次课绪论-特种陶瓷粉体的物理性能.ppt
粉体所以区别于一般固体而呈独立物态，是因为它一 方面是细化了的固体；另一方面，在接触点上与其它粒子 间有相互作用力存在。
对于液体，由于液滴粒子碰到之后就合而为之，界面 立即消失；
固体粒子则不然，这除了由物质本身的状态决定外， 还与固体的表面性质有关，我们把存在于异种固体表面的 引力称为附着力；把存在于同种固体表面间的引力称为凝 聚力。
1.1特种陶瓷粉体的物理性能
1.1.1 粉体的粒度与粒度分布
2) 粉体颗粒的粒度(particle size)
粉体颗粒是构成粉体的基本单位。由于粉体是具有粒 度分布的大量固体颗粒的分散相，因而，不可能用单 一的大小来描述，凡构成某种粉体的颗粒群，其颗粒 的平均大小被定义为粉体的粒度。
实际的粉体颗粒有球形、条形、多边形、片状或各种 形状兼而有之。
1.1 特种陶瓷粉体的物理性能
1.1.3 粉体的表面特性
1）粉体颗粒的表面能和表面状态
举例：NaCl晶体沿（100）面破碎时的状态，A为理 想（100）面，B为极化后的表面，C为极化后再重排 的表面。随着A至C状态的变化，表面能下降。
1.1 特种陶瓷粉体的物理性能
1.1.3 粉体的表面特性
2）粉体颗粒的吸附与凝聚
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
图1 各种形状的粉体颗粒
1.1特种陶瓷粉体的物理性能
1.1.1 粉体的粒度与粒度分布
2)粉体颗粒的粒度(particle size)
根据不同要求，表示颗粒群粒度的方法主要有以下几种：
① 等体积球相当径。（体积可求） ② 等面积球相当径。 (流体通过法或吸附法 ) ③ 等沉降速度相当径。 ④ 显微镜下测得的颗粒粒径:
绪论
对于液体，由于液滴粒子碰到之后就合而为之，界面 立即消失；
固体粒子则不然，这除了由物质本身的状态决定外， 还与固体的表面性质有关，我们把存在于异种固体表面的 引力称为附着力；把存在于同种固体表面间的引力称为凝 聚力。
1.1特种陶瓷粉体的物理性能
1.1.1 粉体的粒度与粒度分布
2) 粉体颗粒的粒度(particle size)
粉体颗粒是构成粉体的基本单位。由于粉体是具有粒 度分布的大量固体颗粒的分散相，因而，不可能用单 一的大小来描述，凡构成某种粉体的颗粒群，其颗粒 的平均大小被定义为粉体的粒度。
实际的粉体颗粒有球形、条形、多边形、片状或各种 形状兼而有之。
1.1 特种陶瓷粉体的物理性能
1.1.3 粉体的表面特性
1）粉体颗粒的表面能和表面状态
举例：NaCl晶体沿（100）面破碎时的状态，A为理 想（100）面，B为极化后的表面，C为极化后再重排 的表面。随着A至C状态的变化，表面能下降。
1.1 特种陶瓷粉体的物理性能
1.1.3 粉体的表面特性
2）粉体颗粒的吸附与凝聚
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
图1 各种形状的粉体颗粒
1.1特种陶瓷粉体的物理性能
1.1.1 粉体的粒度与粒度分布
2)粉体颗粒的粒度(particle size)
根据不同要求，表示颗粒群粒度的方法主要有以下几种：
① 等体积球相当径。（体积可求） ② 等面积球相当径。 (流体通过法或吸附法 ) ③ 等沉降速度相当径。 ④ 显微镜下测得的颗粒粒径:
绪论
第一章++特种陶瓷粉体的性能1
(3) 等沉降速度相当径 等沉降速度相当径也称为斯托克斯径。斯托克斯假设：当 速度达到极限值时，在无限大范围的粘性流体中沉降的球体颗 粒的阻力，完全由流体的粘滞力所致。这时，可用下式表示沉 降速度与球径的关系：
该法应用广泛。利用该原理生产的测试仪器很多，诸 如移液管、各类沉降天平等等。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
因此，粉料应有一个合理的细度，应从整个工艺过程及最终产 品的性能作出全面的考虑。
第一节 特种陶瓷粉体应有的特性
(五)球状颗粒，且尺寸均匀单一。
为什么要求球形颗粒？
①球形颗粒表面积小、表面光洁，颗粒具有良好的充填性和流 动性，导致球形粉堆积密实均匀（理论计算值为74%)，易于成 型与烧结的致密化，利于气孔的排除和晶粒的生长。 ②球形颗粒各向同性好、应力应变均匀、颗粒强度高。 ③球形颗粒摩擦系数小，成模流动性好，对模具的磨损小。 粉体颗粒尺寸均匀单一：因为颗粒尺寸大小不一，其烧结活性也 就有差异，并使烧结后产品内部的显微结构极不一致，造成粗 晶粒的异常长大，从而严重地影响到产品的性能。
第一节 特种陶瓷粉体应有的特性
(六)分散性好，无团聚。 理想的粉体应该是由单个的一次颗粒组成，所谓“一次颗 粒”是指粉体中最基本的颗粒。 而团聚体则是一次颗粒因静电力、分子引力、表面张力等 的作用，而形成的二次颗粒、三次颗粒……。 团聚体分为软团聚和硬团聚。前者容易被破坏而分散为一 次颗粒，而后者比较难被破坏，需要加入分散剂、球磨、 强超声处理等手段，才能使其得到分散。
图a所示为PSZ纳米陶瓷（ZrO2-7wt%Y2O3）团聚体的整体形貌, 其外形为规则的球形，团聚体尺寸大小在几十至一百多微米。
图b为随机选择的某一放大的纳米陶瓷团聚体颗粒，可以清 楚观察到颗粒具有非常标准的球状外形，表面光滑、致密。
特种陶瓷粉体定义和基本性能及表征
d50、d90、d10分别指在累积分布曲线上占颗粒总量为50％、90 ％及l0％所对应的粒子直径，
Δd50指众数直径即最高峰的半高宽。总之，粉体的颗粒尺寸 及分布、颗粒形状等是其最基本的性质，对陶瓷的成型、烧 结有直接的影响。因此，做好颗粒的表征具有极其重要的意 义。
1.2.4 粉体颗粒的形态及其表征
扁平度=b/t.
这两个参数可很直观地表征柱状或片状颗粒的形态。
3. Church形状因子
ψ=dM / dF dM 、dF分别是Martin径和Feret径的平均值
第二节 特种陶瓷粉体的性能表征
关于颗粒的几个概念：
– 一次颗粒：是指在物质的本质结构不发生改变的情况下，分散或细 化而得到的固态基本颗粒
测试手段：光学显微镜到扫描电镜、透射 电镜以及大型图象分析仪器。
① 马丁径
马丁径也称定向径，是最简单的粒径表示法。它是指颗 粒影象的对开线长度。该对开线可以在任何方向上画出，只 要对所有颗粒来说，保持同一方向。
② 费莱特径
费莱特径是指颗粒影象的二对边切线(相互平行)之间的 距离。但只要选定一个方向之后，任意颗粒影象的切线都必 须与该方向平行。以上两种表示法都是以各颗粒按随机分布 为条件的。
– 团聚：一次颗粒一般都比较细微，表面活性也比较大，而更易发生 一次颗粒间的团聚。
粉体的大小表征
– 等体积球相当径:用与实际颗粒有相同体积的球的直径来表示粒度。 – 等面积球相当径:用与实际颗粒有相同表面积的球的直径来表示粒。 – 马丁 径：颗粒影象的对开线长度。 – 费莱特径：颗粒影象的两个相互平行的对边切线间的距离。
（4）胶粒
即胶体颗粒。胶粒尺寸小于100nm，并可在液相中形成稳 定胶体而无沉降现象。
Δd50指众数直径即最高峰的半高宽。总之，粉体的颗粒尺寸 及分布、颗粒形状等是其最基本的性质，对陶瓷的成型、烧 结有直接的影响。因此，做好颗粒的表征具有极其重要的意 义。
1.2.4 粉体颗粒的形态及其表征
扁平度=b/t.
这两个参数可很直观地表征柱状或片状颗粒的形态。
3. Church形状因子
ψ=dM / dF dM 、dF分别是Martin径和Feret径的平均值
第二节 特种陶瓷粉体的性能表征
关于颗粒的几个概念：
– 一次颗粒：是指在物质的本质结构不发生改变的情况下，分散或细 化而得到的固态基本颗粒
测试手段：光学显微镜到扫描电镜、透射 电镜以及大型图象分析仪器。
① 马丁径
马丁径也称定向径，是最简单的粒径表示法。它是指颗 粒影象的对开线长度。该对开线可以在任何方向上画出，只 要对所有颗粒来说，保持同一方向。
② 费莱特径
费莱特径是指颗粒影象的二对边切线(相互平行)之间的 距离。但只要选定一个方向之后，任意颗粒影象的切线都必 须与该方向平行。以上两种表示法都是以各颗粒按随机分布 为条件的。
– 团聚：一次颗粒一般都比较细微，表面活性也比较大，而更易发生 一次颗粒间的团聚。
粉体的大小表征
– 等体积球相当径:用与实际颗粒有相同体积的球的直径来表示粒度。 – 等面积球相当径:用与实际颗粒有相同表面积的球的直径来表示粒。 – 马丁 径：颗粒影象的对开线长度。 – 费莱特径：颗粒影象的两个相互平行的对边切线间的距离。
（4）胶粒
即胶体颗粒。胶粒尺寸小于100nm，并可在液相中形成稳 定胶体而无沉降现象。
第一章++特种陶瓷粉体的性能2
③ 投影面积径 投影面积径是指与颗粒影象有相同面积的圆的直 径。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
1.2.3 颗粒分布
单分散体系：对于某一粉体系统来说，如果组成颗粒的粒度都 一样或近似一样，就称其为单分散体系； 多分散体系：实际粉体所含颗粒的粒度大都有一个分布范围， 常称为多分散体系。 颗粒分布用于表征多分散颗粒体系中粒径大小不等的颗粒的组 成情况，分为频度分布和累积分布。粒度分布范围越窄，我们 就说分布的分散程度越小，其集中度越高。 分布表示与各个粒径相对应的粒子占全部颗粒的百分含 频度分布 分布 量；累积分布表示小于或大于某一粒径的粒子占全部颗粒的 百分含量，是频度分布的积分形式。
2．长短度和扁平度
一个粒子可以取其短径b，长径l以及厚度t三个尺寸。 定义长短度=l/b; 扁平度=b/t. 这两个参数可很直观地表征柱状或片状颗粒的形态。
3. Church形状因子 形状因子 ψ=dM / dF dM 、dF分别是Martin径和 径和Feret径的 径的平均 径和 径的 值
第二节 特种陶瓷粉体的性能表征
粉体的形状表征
– wadell球形度：与颗粒具有相同体积的球的表面积与实际颗粒的表
面积之比。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
1.2.5 粉体的表面特性 粉体之所以在性能上与块体物质有很大的差异，一个十 分重要的原因就是二者的表面状态存在着很多不同。随着颗 粒的不断细化，粉体表面问题将成为颗粒学的首要问题。从 吸附凝聚态的变化到粉体颗粒达到50埃左右时所出现的量子 化效应等，都无不与粉体的表面特性有关。
TiO2粉体颗粒尺寸约100200nm，呈多边形
水热法合成的方块状PbTiO3的 SEM形貌图
空心碳球
采用模板法制备的BN纳米管
精选特种陶瓷工艺学1PPT47页
*
特种陶瓷 粉体制备
*
特种陶瓷 粉体制备
（2）PVD（蒸发－凝聚法）
① 激光加热法
粉体填充特性
特种陶瓷 粉体性能
*
特种陶瓷 粉体制备
机械粉碎法
物理化学法
应用机械力将粗颗粒粉碎获得细粉，不易获得粒径在1μm以下的超细颗粒，且容易引入杂质
在离子、原子、分子水平上通过反应、成核和生长制成粒子的方法，纯度、粒度可以控制，均匀性好，颗粒微细，并可以实现在分子级水平上的复合，均化。
粉体填充特性是粉末成型的基础
*
等大球的不规则填充 实际填充中，很难达到完全致密。在可能获得最密填充中，孔隙率0.363即36.3％，致密度为63.7％。
粉体填充特性
特种陶瓷 粉体性能
异直径球的填充 在等大球填充所生成的空隙中，进一步再填充小球，可以获得更加紧密的填充。
70℃
*
*
特种陶瓷 粉体制备
（3）醇盐水解法
以金红石TiO2为例
（4）溶胶－凝胶法
将金属、有机或者无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理得到氧化物和其他化合物固体的办法。它具有纯度高、化学均匀性好、可容纳不溶性或者不沉淀性组分、掺杂分布均匀等诸多优点。
*
醇盐水解法
溶胶－凝胶法
*
球磨方式
球磨方式有湿法和干法两种。
*
特种陶瓷 粉体制备
(2) 振动球磨
*
煅烧氧化铝瓷料
加入适量的液体介质和助磨剂可大大提高粉碎效率
*
特种陶瓷 粉体制备
(3) 搅动球磨
助磨剂可减轻更细粒子的团聚现象
*
特种陶瓷 粉体制备
(4) 气流球磨
污染小，但粉末使用前要排除吸附的气体
特种陶瓷 粉体制备
*
特种陶瓷 粉体制备
（2）PVD（蒸发－凝聚法）
① 激光加热法
粉体填充特性
特种陶瓷 粉体性能
*
特种陶瓷 粉体制备
机械粉碎法
物理化学法
应用机械力将粗颗粒粉碎获得细粉，不易获得粒径在1μm以下的超细颗粒，且容易引入杂质
在离子、原子、分子水平上通过反应、成核和生长制成粒子的方法，纯度、粒度可以控制，均匀性好，颗粒微细，并可以实现在分子级水平上的复合，均化。
粉体填充特性是粉末成型的基础
*
等大球的不规则填充 实际填充中，很难达到完全致密。在可能获得最密填充中，孔隙率0.363即36.3％，致密度为63.7％。
粉体填充特性
特种陶瓷 粉体性能
异直径球的填充 在等大球填充所生成的空隙中，进一步再填充小球，可以获得更加紧密的填充。
70℃
*
*
特种陶瓷 粉体制备
（3）醇盐水解法
以金红石TiO2为例
（4）溶胶－凝胶法
将金属、有机或者无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理得到氧化物和其他化合物固体的办法。它具有纯度高、化学均匀性好、可容纳不溶性或者不沉淀性组分、掺杂分布均匀等诸多优点。
*
醇盐水解法
溶胶－凝胶法
*
球磨方式
球磨方式有湿法和干法两种。
*
特种陶瓷 粉体制备
(2) 振动球磨
*
煅烧氧化铝瓷料
加入适量的液体介质和助磨剂可大大提高粉碎效率
*
特种陶瓷 粉体制备
(3) 搅动球磨
助磨剂可减轻更细粒子的团聚现象
*
特种陶瓷 粉体制备
(4) 气流球磨
污染小，但粉末使用前要排除吸附的气体
第一章 特种陶瓷粉体的制备2(1)PPT课件
第三节 特种陶瓷粉体制备方法
特种陶瓷粉体的制备方法：物理制备方法和化 学合成法
物理制备方法
机械球磨法（滚筒式球磨机、振动
磨、行星式研磨机等）
气流粉碎法（气流磨）
物理气相沉积（PVD）法
精选ppt课件2021
1
第三节 特种陶瓷粉体制备方法
化学合成法：
固相法
热分解法
固相反应 火花放电 溶出法
沉淀法
液 水热法 相 溶胶-凝胶法 法
精选ppt课件2021
3
合成法——由原子、离子、分子通过反应、成核和 成长、收集、后处理来获得微细颗粒的方法(化学 制粉)。
特点:纯度高、粒度可控，均匀性好，颗粒微细。 并且可以实现颗粒在分子级水平上的复合、均化。
合成法可得到性能优良的高纯、超细、组分均匀的 粉料，其粒径可达10nm以下，是一类很有前途的粉 体(尤其是多组分粉体)制备方法。但这类方法或需
作用，首先产生疲劳裂纹并不断扩展最终破碎。
精选ppt课件2021
24
➢振磨工艺原理
3、影响振磨效率的主要因素 影响振磨效率的主要因素有球质量、振磨振动频率
及振动幅度。
① m Fm (avg) 撞击作 （ 用 效 力
av为垂直线加速度，F为料斗与下落磨球相互 作用力。
精选ppt课件2021
25
d. 磨球的比重越大球磨效果越高。
精选ppt课件2021
17
第三节 特种陶瓷粉体的制备
（3）水与电解质的加入量。湿磨时水的加入对球磨效率也有影 响，当料:水=1:(1.16-1.2)时球磨效率最高。为了提高效率，还 可加入电解质使原料颗粒表面形成胶粘吸附层，对颗粒表面的 微裂缝发生劈裂作用，提高破碎效率。
特种陶瓷粉体的制备方法：物理制备方法和化 学合成法
物理制备方法
机械球磨法（滚筒式球磨机、振动
磨、行星式研磨机等）
气流粉碎法（气流磨）
物理气相沉积（PVD）法
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1
第三节 特种陶瓷粉体制备方法
化学合成法：
固相法
热分解法
固相反应 火花放电 溶出法
沉淀法
液 水热法 相 溶胶-凝胶法 法
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3
合成法——由原子、离子、分子通过反应、成核和 成长、收集、后处理来获得微细颗粒的方法(化学 制粉)。
特点:纯度高、粒度可控，均匀性好，颗粒微细。 并且可以实现颗粒在分子级水平上的复合、均化。
合成法可得到性能优良的高纯、超细、组分均匀的 粉料，其粒径可达10nm以下，是一类很有前途的粉 体(尤其是多组分粉体)制备方法。但这类方法或需
作用，首先产生疲劳裂纹并不断扩展最终破碎。
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24
➢振磨工艺原理
3、影响振磨效率的主要因素 影响振磨效率的主要因素有球质量、振磨振动频率
及振动幅度。
① m Fm (avg) 撞击作 （ 用 效 力
av为垂直线加速度，F为料斗与下落磨球相互 作用力。
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25
d. 磨球的比重越大球磨效果越高。
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17
第三节 特种陶瓷粉体的制备
（3）水与电解质的加入量。湿磨时水的加入对球磨效率也有影 响，当料:水=1:(1.16-1.2)时球磨效率最高。为了提高效率，还 可加入电解质使原料颗粒表面形成胶粘吸附层，对颗粒表面的 微裂缝发生劈裂作用，提高破碎效率。
1 特种陶瓷粉体制备及其性能表征
1. 2. 3. 4. 5. 分子间的范德华力 颗粒间的静电引力 吸附水分的毛细管力 颗粒间的磁引力 颗粒表面的机械纠缠力
二次颗粒
一次颗粒发生团聚的 原因（二次颗粒形成 的原因）
理想的粉体
理想粉体的要求
形状规则一致 粒径均匀且细小 不团聚结块 纯度高 相易控制
粉体的化学组成要求
组成精确
化学组成
均匀性好 最基本的要求， 直接决定产品的 晶相结构，最终 决定其性能
液相法
水热法
•冷冻干燥法 •喷雾干燥法 •喷雾热分解法
溶剂蒸发法
液相合成法
沉淀法：是金属盐溶液中施加或生产沉淀剂，并使溶液挥发，
对所得的盐和氢氧化物通过加热分解得到所需的陶瓷粉末的方 法。
形成过饱和态 形成新相的核 核长成粒子
生成相的稳定化
液相合成法
直接沉淀法是制备超细微粒广泛采用的一种方法，其原理是在金属 盐溶液中加入沉淀剂，在一定条件下生成沉淀析出，沉淀经洗涤、 热分解等处理工艺后得到超细产物。不同的沉淀剂可以得到不同的 沉淀产物，常见的沉淀剂为：NH3•H2O、NaOH、(NH4)2CO3、Na2CO3、 (NH4)2C2O4等。 直接沉淀法操作简单易行，对设备技术要求不高，不 易引入杂质，产品纯度很高，有良好的化学计量性， 成本较低。缺点是洗涤原溶液中的阴离子较难，得到 的粒子粒经分布较宽，分散性较差。
实际粉体有球形、条形、多边形、片状或者不 规则等形态。
粉体的性能
颗粒形态的表征
Wadell球度（φW）
与颗粒相图体积球的表面积 实际颗粒的表面积
长短度和扁平度
长短度=长径/短径
动力形状因子（K）
沉降阻力相当径 等体积球径
粉体的表面特性
粉体颗粒的表面能和表面状态
二次颗粒
一次颗粒发生团聚的 原因（二次颗粒形成 的原因）
理想的粉体
理想粉体的要求
形状规则一致 粒径均匀且细小 不团聚结块 纯度高 相易控制
粉体的化学组成要求
组成精确
化学组成
均匀性好 最基本的要求， 直接决定产品的 晶相结构，最终 决定其性能
液相法
水热法
•冷冻干燥法 •喷雾干燥法 •喷雾热分解法
溶剂蒸发法
液相合成法
沉淀法：是金属盐溶液中施加或生产沉淀剂，并使溶液挥发，
对所得的盐和氢氧化物通过加热分解得到所需的陶瓷粉末的方 法。
形成过饱和态 形成新相的核 核长成粒子
生成相的稳定化
液相合成法
直接沉淀法是制备超细微粒广泛采用的一种方法，其原理是在金属 盐溶液中加入沉淀剂，在一定条件下生成沉淀析出，沉淀经洗涤、 热分解等处理工艺后得到超细产物。不同的沉淀剂可以得到不同的 沉淀产物，常见的沉淀剂为：NH3•H2O、NaOH、(NH4)2CO3、Na2CO3、 (NH4)2C2O4等。 直接沉淀法操作简单易行，对设备技术要求不高，不 易引入杂质，产品纯度很高，有良好的化学计量性， 成本较低。缺点是洗涤原溶液中的阴离子较难，得到 的粒子粒经分布较宽，分散性较差。
实际粉体有球形、条形、多边形、片状或者不 规则等形态。
粉体的性能
颗粒形态的表征
Wadell球度（φW）
与颗粒相图体积球的表面积 实际颗粒的表面积
长短度和扁平度
长短度=长径/短径
动力形状因子（K）
沉降阻力相当径 等体积球径
粉体的表面特性
粉体颗粒的表面能和表面状态
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频度分布表示与各个粒径相对应的粒子占全部颗粒的百分含 量；累积分布表示小于或大于某一粒径的粒子占全部颗粒的 百分含量，是频度分布的积分形式。
(a)累积分布曲线
(b)频度分布曲线（一般为泊松分布） 图6 粒度分布曲线
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
颗粒粒径包括众数直径、中位径和平均粒径。 众数直径是指颗粒出现最多的粒度值，即频度曲线的最高峰值； d50、d90、d10分别指在累积分布曲线上占颗粒总量为50％、90
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征 （4）胶粒
即胶体颗粒。胶粒尺寸小于100nm，并可在液相中形成稳 定胶体而无沉降现象。
1.2.2 粉体颗粒的粒度
定义：凡构成某种粉体的颗粒群，其颗粒的平均大小被定义为该 粉体的粒度。
绝大多数颗粒，并不是规则的球形，而是条状、多边形状、片状 或各种形状兼而有之的不规则体。这导致产生粒度表示的复杂性， 这使表示颗粒群平均大小的方法有多种多样。
应用：由于这种方法局限于颗粒体积可求的条件，因此，适 用范围不太广。但由于它直接与颗粒的质量对应，所以又很 有用处。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
(2) 等面积球相当径 等面积球相当径是用与实际颗粒有相同表面积的球的
直径来表示粒度的一种方法。
当颗粒形状简单或者比较规则时，表面积容易求得。然而， 实际颗粒的形状都较复杂，不易直接求得。但在实际应 用中，一般都是通过流体透过法或吸附法等间接方法得 到。这种方法比较实用。
(3) 等沉降速度相当径 等沉降速度相当径也称为斯托克斯径。斯托克斯假设：当
速度达到极限值时，在无限大范围的粘性流体中沉降的球体颗 粒的阻力，完全由流体的粘滞力所致。这时，可用下式表示沉 降速度与球径的关系：
该法应用广泛。利用该原理生产的测试仪器很多，诸 如移液管、各类沉降天平等等。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
③ 投影面积径
投影面积径是指与颗粒影象有相同面积的圆的直 径。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
1.2.3 颗粒分布
单分散体系：对于某一粉体系统来说，如果组成颗粒的粒度都 一样或近似一样，就称其为单分散体系； 多分散体系：实际粉体所含颗粒的粒度大都有一个分布范围， 常称为多分散体系。 颗粒分布用于表征多分散颗粒体系中粒径大小不等的颗粒的组 成情况，分为频度分布和累积分布。粒度分布范围越窄，我们 就说分布的分散程度越小，其集中度越高。
2．长短度和扁平度
一个粒子可以取其短径b，长径l以及厚度t三个尺寸。 定义长短度=l/b;
扁平度=b/t.
这两个参数可很直观地表征柱状或片状颗粒的形态。
3. Church形状因子
ψ=dM / dF dM 、dF分别是Martin径和Feret径的平均
由超微Si3N4粉于于1480℃转化得到 的α- Si3N4细粉形貌图
高频等离子体熔射法得到的 TiC/Ni金属陶瓷复合粉体形貌图
TiO2粉体颗粒尺寸约100- 水热法合成的方块状PbTiO3的200nm，呈多边形源自SEM形貌图空心碳球
采用模板法制备的BN纳米管
形状因子是一种无量纲的量，它在一定程度上能表 征颗粒形状相对于标准形状的偏离。下面介绍几种 常见的形状因子： 1．wadell球形度：与颗粒具有相同体积的球的表面积 与实际颗粒的表面积之比。
由于以上各种物理作用力形成的团聚体称为软团聚体。 由化学键键合形成的团聚体称为硬团聚体。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征 (3) 二次颗粒
通过某种方式人为地制造的物体团聚粒子，也有人称之为假 颗粒。图2是用液相法制得的TiO2微粉在透射电镜下的形貌象。
通常认为：一次颗粒直接与物质 的本质结构相联系，而二次颗粒 则往往是作为研究和应用工作中 的一种对颗粒的物态描述指标。
（4）显微镜下测得的颗粒径 测试手段：光学显微镜到扫描电镜、透射
电镜以及大型图象分析仪器。
① 马丁径
马丁径也称定向径，是最简单的粒径表示法。它是指颗 粒影象的对开线长度。该对开线可以在任何方向上画出，只 要对所有颗粒来说，保持同一方向。
② 费莱特径
费莱特径是指颗粒影象的二对边切线(相互平行)之间的 距离。但只要选定一个方向之后，任意颗粒影象的切线都必 须与该方向平行。以上两种表示法都是以各颗粒按随机分布 为条件的。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
1.2.1 颗粒的概念 (1)颗粒
所谓粉体颗粒，是指在物质的本质结构不发生改变的情况下， 分散或细化而得到的固态基本颗粒。这种基本颗粒，一般是 指没有堆积、絮联等结构的最小单元即一次颗粒。 一次颗粒由完整的单晶物质构成的情况还比较少见，很多外 形比较规则的颗粒，都常常是以完整单晶体的微晶嵌镶结构 出现；即使是完全由一颗单晶构成，也在不同程度上存在一 些诸如表面层错等缺陷。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
(2)团聚体
由一次颗粒通过表面力吸引或化学键键合形成的颗粒，它是很 多一次颗粒的集合体。尤其是特种陶瓷的粉体原料，由于它一 般都比较细微，表面活性也比较大，而更易发生一次颗粒间的 团聚。 颗粒团聚的原因一般有：①分子间的范德华引力；②颗粒间的 静电引力；③吸附水分的毛细管力；④颗粒间的磁引力；⑤颗 粒表面不平滑引起的机械纠缠力。
图3 α-Al2O3粉体的SEM和TEM形貌图
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
根据不同要求，表示颗粒群粒度的方法较多，但主要的 有以下几种： (1) 等体积球相当径 定义：某颗粒所具有的体积用同样体积的球来与之相当，这种 球的直径，就代表该颗粒的大小即等体积相当径。
举例：某边长为1的正方体，其体积等于直径为1．24的圆球体 积，那么，该正方体颗粒的等体积球相当径就为1．24。
％及l0％所对应的粒子直径， Δd50指众数直径即最高峰的半高宽。总之，粉体的颗粒尺寸
及分布、颗粒形状等是其最基本的性质，对陶瓷的成型、烧 结有直接的影响。因此，做好颗粒的表征具有极其重要的意 义。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
1.2.4 粉体颗粒的形态及其表征 如下图所示分别是一些用于特种陶瓷的粉体颗粒形状 的显微照片。从图中可见到针状、多面体状、柱状、球 状等颗粒的形态。
(a)累积分布曲线
(b)频度分布曲线（一般为泊松分布） 图6 粒度分布曲线
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
颗粒粒径包括众数直径、中位径和平均粒径。 众数直径是指颗粒出现最多的粒度值，即频度曲线的最高峰值； d50、d90、d10分别指在累积分布曲线上占颗粒总量为50％、90
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征 （4）胶粒
即胶体颗粒。胶粒尺寸小于100nm，并可在液相中形成稳 定胶体而无沉降现象。
1.2.2 粉体颗粒的粒度
定义：凡构成某种粉体的颗粒群，其颗粒的平均大小被定义为该 粉体的粒度。
绝大多数颗粒，并不是规则的球形，而是条状、多边形状、片状 或各种形状兼而有之的不规则体。这导致产生粒度表示的复杂性， 这使表示颗粒群平均大小的方法有多种多样。
应用：由于这种方法局限于颗粒体积可求的条件，因此，适 用范围不太广。但由于它直接与颗粒的质量对应，所以又很 有用处。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
(2) 等面积球相当径 等面积球相当径是用与实际颗粒有相同表面积的球的
直径来表示粒度的一种方法。
当颗粒形状简单或者比较规则时，表面积容易求得。然而， 实际颗粒的形状都较复杂，不易直接求得。但在实际应 用中，一般都是通过流体透过法或吸附法等间接方法得 到。这种方法比较实用。
(3) 等沉降速度相当径 等沉降速度相当径也称为斯托克斯径。斯托克斯假设：当
速度达到极限值时，在无限大范围的粘性流体中沉降的球体颗 粒的阻力，完全由流体的粘滞力所致。这时，可用下式表示沉 降速度与球径的关系：
该法应用广泛。利用该原理生产的测试仪器很多，诸 如移液管、各类沉降天平等等。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
③ 投影面积径
投影面积径是指与颗粒影象有相同面积的圆的直 径。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
1.2.3 颗粒分布
单分散体系：对于某一粉体系统来说，如果组成颗粒的粒度都 一样或近似一样，就称其为单分散体系； 多分散体系：实际粉体所含颗粒的粒度大都有一个分布范围， 常称为多分散体系。 颗粒分布用于表征多分散颗粒体系中粒径大小不等的颗粒的组 成情况，分为频度分布和累积分布。粒度分布范围越窄，我们 就说分布的分散程度越小，其集中度越高。
2．长短度和扁平度
一个粒子可以取其短径b，长径l以及厚度t三个尺寸。 定义长短度=l/b;
扁平度=b/t.
这两个参数可很直观地表征柱状或片状颗粒的形态。
3. Church形状因子
ψ=dM / dF dM 、dF分别是Martin径和Feret径的平均
由超微Si3N4粉于于1480℃转化得到 的α- Si3N4细粉形貌图
高频等离子体熔射法得到的 TiC/Ni金属陶瓷复合粉体形貌图
TiO2粉体颗粒尺寸约100- 水热法合成的方块状PbTiO3的200nm，呈多边形源自SEM形貌图空心碳球
采用模板法制备的BN纳米管
形状因子是一种无量纲的量，它在一定程度上能表 征颗粒形状相对于标准形状的偏离。下面介绍几种 常见的形状因子： 1．wadell球形度：与颗粒具有相同体积的球的表面积 与实际颗粒的表面积之比。
由于以上各种物理作用力形成的团聚体称为软团聚体。 由化学键键合形成的团聚体称为硬团聚体。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征 (3) 二次颗粒
通过某种方式人为地制造的物体团聚粒子，也有人称之为假 颗粒。图2是用液相法制得的TiO2微粉在透射电镜下的形貌象。
通常认为：一次颗粒直接与物质 的本质结构相联系，而二次颗粒 则往往是作为研究和应用工作中 的一种对颗粒的物态描述指标。
（4）显微镜下测得的颗粒径 测试手段：光学显微镜到扫描电镜、透射
电镜以及大型图象分析仪器。
① 马丁径
马丁径也称定向径，是最简单的粒径表示法。它是指颗 粒影象的对开线长度。该对开线可以在任何方向上画出，只 要对所有颗粒来说，保持同一方向。
② 费莱特径
费莱特径是指颗粒影象的二对边切线(相互平行)之间的 距离。但只要选定一个方向之后，任意颗粒影象的切线都必 须与该方向平行。以上两种表示法都是以各颗粒按随机分布 为条件的。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
1.2.1 颗粒的概念 (1)颗粒
所谓粉体颗粒，是指在物质的本质结构不发生改变的情况下， 分散或细化而得到的固态基本颗粒。这种基本颗粒，一般是 指没有堆积、絮联等结构的最小单元即一次颗粒。 一次颗粒由完整的单晶物质构成的情况还比较少见，很多外 形比较规则的颗粒，都常常是以完整单晶体的微晶嵌镶结构 出现；即使是完全由一颗单晶构成，也在不同程度上存在一 些诸如表面层错等缺陷。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
(2)团聚体
由一次颗粒通过表面力吸引或化学键键合形成的颗粒，它是很 多一次颗粒的集合体。尤其是特种陶瓷的粉体原料，由于它一 般都比较细微，表面活性也比较大，而更易发生一次颗粒间的 团聚。 颗粒团聚的原因一般有：①分子间的范德华引力；②颗粒间的 静电引力；③吸附水分的毛细管力；④颗粒间的磁引力；⑤颗 粒表面不平滑引起的机械纠缠力。
图3 α-Al2O3粉体的SEM和TEM形貌图
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
根据不同要求，表示颗粒群粒度的方法较多，但主要的 有以下几种： (1) 等体积球相当径 定义：某颗粒所具有的体积用同样体积的球来与之相当，这种 球的直径，就代表该颗粒的大小即等体积相当径。
举例：某边长为1的正方体，其体积等于直径为1．24的圆球体 积，那么，该正方体颗粒的等体积球相当径就为1．24。
％及l0％所对应的粒子直径， Δd50指众数直径即最高峰的半高宽。总之，粉体的颗粒尺寸
及分布、颗粒形状等是其最基本的性质，对陶瓷的成型、烧 结有直接的影响。因此，做好颗粒的表征具有极其重要的意 义。
第二节 特种陶瓷粉体的性能及表征
1.2.4 粉体颗粒的形态及其表征 如下图所示分别是一些用于特种陶瓷的粉体颗粒形状 的显微照片。从图中可见到针状、多面体状、柱状、球 状等颗粒的形态。