1.1 粉体制备技术的地位与作用
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第一章 导论
1.1 粉体制备技术的地位与作用
1.1.1 粉体及其制备方法概述 1.1.2 学科的形成 1.1.3 粉体制备技术与陶瓷材料
1.2 研究目的、研究内容与发展趋势
3
1.1 粉体制备技术的地位与作用
1.1.1 粉体及其制备方法概述
(1) 粉体的定义
1) 定义
常态下以较细的粉粒状态存在的物料，又称为粉体 物料，简称粉体，是大量颗粒的集合体。 粒径范围：几纳米～几十毫米
12
学术期刊
中国粉体工业、中国粉体技术
powder technology 、 powder diffraction 、 powder metallurgy technology 、 powder metallurgy and metal ceramics 、 powder metallurgy、powder science and engineering
6
(2) 制备方法概述
1) 必要性与有利性
1．比表面积增大促进溶解性和物质活性的提高，易 于反应处理。 2．颗粒状态易于流动，可以精确计量控制供给与排 出和成形。 3．实现分散、混合、均质化与梯度化，控制材料的 组成与构造。 4．易于成分分离，有效地从天然资源或废弃物中分 离有用成分。
7
2) 制备方法分类
3) 新材料的研究与开发
28
(2) 研究内容
制备与分散：方法与原理、工艺与设备 性能检测和表征方法
(3) 发展趋势
发展生产效率高、成本低、可控性好（颗粒尺寸、 化学组成、晶形、表面形貌、缺陷、粗糙度等）、分 散性好、产品质量稳定的粉体加工工艺和设备 制定相应的产品标准和规范的性能检测与评价方法
29
25
透明陶瓷
26
自洁功能陶瓷
TiO2光催化 金属离子（银、铜、锌等）
(5) 水泥与玻璃
水泥：凝结性能 玻璃：熔融性能
27
1.2 研究目的、研究内容与发展趋势
(1) 研究目的
1) 提高工业产品的质量与控制水平
控制粉体颗粒的大小、形状及分布等
2) 节能降耗，促进粉体加工技术的发展
改进原有设备或者设计新型粉体加工设备，最大限 度地提高粉磨效率。 找到更好更有效的方法工艺等。
4
2) 尺寸的划分
细粉体：10～45um； 微粉体：1～10um； 亚微米粉体：0.1～1um； 纳米粉体：0.001-0.1um。
5
3) 颗粒的存在状态
广义上不仅限于固体颗粒，还有液体、气体颗粒。 粉体工程学的研究对象是固体颗粒集合体。
4) 粉体的特性
与固体性质不同（表面积大，有流动性） 与液气体性质不同（有内摩擦力、不连续性） 属第4种形态（固体与流体之间的过渡态）
13
1.1.3 粉体制备技术与陶瓷材料
陶瓷材料：日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、结构陶瓷、功 能陶瓷等，广义上还包括水泥、玻璃等。
(1) 陶瓷材料的制备
成形：影响各种不同形状的制备；影响堆积密度和 素坯密度；影响制品中多组分之间的混合均匀度。等 烧成：影响制品的烧成与致密。
14
(2) 日用陶瓷
高岭土、长石、石英：必须经破碎、粉碎成具有一 定颗粒大小的粉体后才能使用。 性能：白度、光泽度、透光度、机械强度、热稳定 性、化学稳定性、吸湿膨胀性、气孔率和密度等
9
10
2) 学科的形成
把各行业在粉体研究中的共性聚合在一起作为一门 单独的学科来研究，以指导各行业的科学研究与产品 开发。
11
粉体(材料)科学与工程专业
武汉理工大学、中南大学、合肥工业大学、西安建 筑科技大学、西南科技大学 等
国家重点实验室
粉末冶金国家重点实验室 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室 国家特种超细粉体工程技术研究中心
机械粉碎法：通过机械力的作用使颗粒由大变小， 进而微细化来制备粉体，即自上而下（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱop down） 法。
合成法：通过化学反应或相变，经历晶核形成和生 长两个过程形成固体粒子来制备粉体，即自下而上 （bottom up）法。
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1.1.2 学科的形成
1) 粉体技术的起源与发展
原始人：石器粉碎食物 天工开物：明代宋应星（1637年） 西方工业革命对钢铁的需求 20世纪50年代：对粉体过程现象与技术理论的研究 20世纪60年代：理论研究与生产应用的结合 20世纪70年代：解决相关产业的问题及新产品研发 20世纪80年代：粉体技术实现了超细化 20世纪90年代：纳米粉体技术诞生
颗粒弥散复相陶瓷
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纤维（或晶须）补强复相陶瓷
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自补强复相陶瓷
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梯度复相陶瓷
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层状复相陶瓷
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可折叠陶瓷纤维纸
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2) 功能陶瓷
固体氧化物燃料电池
固体电解质 阴极 阳极
1 阴极： O2 2e O 2 2 阳极：H 2 O 2 H 2 O 2e CO O 2 CO2 2e
粉体材料制备技术
参考书
超微粉体加工技术与应用，郑水林，化学工业出版 社，2005 粉体工程，蒋阳等，合肥工业大学出版社2005 粉体工程与设备，陶珍东，化学工业出版社，2003 粉体技术导论，陆厚根，同济大学出版社，1998 超微粉体制备与应用技术，张立德，中国石化出版 社，2001 颗粒分散科学与技术，任俊等，化学工业出版社， 2005 超微颗粒制备科学与技术，曹茂盛，哈尔滨工业大 学出版社，1998
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(3) 建筑卫生陶瓷
产量大，质量和档次不高：通过制粉技术改善。 色料：粒度影响其着色能力、发色稳定性、色差。 乳浊剂：粒度影响釉的白度、耐磨性和硬度。
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(4) 特种陶瓷
纯度要求高，粉体人工合成 结构陶瓷：机械、热及部分化学功能 功能陶瓷：电、磁、声、光、热、力等
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1) 结构陶瓷
高强轻质、耐高温、耐腐蚀、高韧性 改善脆性
第一章 导论
1.1 粉体制备技术的地位与作用
1.1.1 粉体及其制备方法概述 1.1.2 学科的形成 1.1.3 粉体制备技术与陶瓷材料
1.2 研究目的、研究内容与发展趋势
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1.1 粉体制备技术的地位与作用
1.1.1 粉体及其制备方法概述
(1) 粉体的定义
1) 定义
常态下以较细的粉粒状态存在的物料，又称为粉体 物料，简称粉体，是大量颗粒的集合体。 粒径范围：几纳米～几十毫米
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学术期刊
中国粉体工业、中国粉体技术
powder technology 、 powder diffraction 、 powder metallurgy technology 、 powder metallurgy and metal ceramics 、 powder metallurgy、powder science and engineering
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(2) 制备方法概述
1) 必要性与有利性
1．比表面积增大促进溶解性和物质活性的提高，易 于反应处理。 2．颗粒状态易于流动，可以精确计量控制供给与排 出和成形。 3．实现分散、混合、均质化与梯度化，控制材料的 组成与构造。 4．易于成分分离，有效地从天然资源或废弃物中分 离有用成分。
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2) 制备方法分类
3) 新材料的研究与开发
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(2) 研究内容
制备与分散：方法与原理、工艺与设备 性能检测和表征方法
(3) 发展趋势
发展生产效率高、成本低、可控性好（颗粒尺寸、 化学组成、晶形、表面形貌、缺陷、粗糙度等）、分 散性好、产品质量稳定的粉体加工工艺和设备 制定相应的产品标准和规范的性能检测与评价方法
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透明陶瓷
26
自洁功能陶瓷
TiO2光催化 金属离子（银、铜、锌等）
(5) 水泥与玻璃
水泥：凝结性能 玻璃：熔融性能
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1.2 研究目的、研究内容与发展趋势
(1) 研究目的
1) 提高工业产品的质量与控制水平
控制粉体颗粒的大小、形状及分布等
2) 节能降耗，促进粉体加工技术的发展
改进原有设备或者设计新型粉体加工设备，最大限 度地提高粉磨效率。 找到更好更有效的方法工艺等。
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2) 尺寸的划分
细粉体：10～45um； 微粉体：1～10um； 亚微米粉体：0.1～1um； 纳米粉体：0.001-0.1um。
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3) 颗粒的存在状态
广义上不仅限于固体颗粒，还有液体、气体颗粒。 粉体工程学的研究对象是固体颗粒集合体。
4) 粉体的特性
与固体性质不同（表面积大，有流动性） 与液气体性质不同（有内摩擦力、不连续性） 属第4种形态（固体与流体之间的过渡态）
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1.1.3 粉体制备技术与陶瓷材料
陶瓷材料：日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、结构陶瓷、功 能陶瓷等，广义上还包括水泥、玻璃等。
(1) 陶瓷材料的制备
成形：影响各种不同形状的制备；影响堆积密度和 素坯密度；影响制品中多组分之间的混合均匀度。等 烧成：影响制品的烧成与致密。
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(2) 日用陶瓷
高岭土、长石、石英：必须经破碎、粉碎成具有一 定颗粒大小的粉体后才能使用。 性能：白度、光泽度、透光度、机械强度、热稳定 性、化学稳定性、吸湿膨胀性、气孔率和密度等
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2) 学科的形成
把各行业在粉体研究中的共性聚合在一起作为一门 单独的学科来研究，以指导各行业的科学研究与产品 开发。
11
粉体(材料)科学与工程专业
武汉理工大学、中南大学、合肥工业大学、西安建 筑科技大学、西南科技大学 等
国家重点实验室
粉末冶金国家重点实验室 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室 国家特种超细粉体工程技术研究中心
机械粉碎法：通过机械力的作用使颗粒由大变小， 进而微细化来制备粉体，即自上而下（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱop down） 法。
合成法：通过化学反应或相变，经历晶核形成和生 长两个过程形成固体粒子来制备粉体，即自下而上 （bottom up）法。
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1.1.2 学科的形成
1) 粉体技术的起源与发展
原始人：石器粉碎食物 天工开物：明代宋应星（1637年） 西方工业革命对钢铁的需求 20世纪50年代：对粉体过程现象与技术理论的研究 20世纪60年代：理论研究与生产应用的结合 20世纪70年代：解决相关产业的问题及新产品研发 20世纪80年代：粉体技术实现了超细化 20世纪90年代：纳米粉体技术诞生
颗粒弥散复相陶瓷
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纤维（或晶须）补强复相陶瓷
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自补强复相陶瓷
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梯度复相陶瓷
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层状复相陶瓷
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可折叠陶瓷纤维纸
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2) 功能陶瓷
固体氧化物燃料电池
固体电解质 阴极 阳极
1 阴极： O2 2e O 2 2 阳极：H 2 O 2 H 2 O 2e CO O 2 CO2 2e
粉体材料制备技术
参考书
超微粉体加工技术与应用，郑水林，化学工业出版 社，2005 粉体工程，蒋阳等，合肥工业大学出版社2005 粉体工程与设备，陶珍东，化学工业出版社，2003 粉体技术导论，陆厚根，同济大学出版社，1998 超微粉体制备与应用技术，张立德，中国石化出版 社，2001 颗粒分散科学与技术，任俊等，化学工业出版社， 2005 超微颗粒制备科学与技术，曹茂盛，哈尔滨工业大 学出版社，1998
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(3) 建筑卫生陶瓷
产量大，质量和档次不高：通过制粉技术改善。 色料：粒度影响其着色能力、发色稳定性、色差。 乳浊剂：粒度影响釉的白度、耐磨性和硬度。
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(4) 特种陶瓷
纯度要求高，粉体人工合成 结构陶瓷：机械、热及部分化学功能 功能陶瓷：电、磁、声、光、热、力等
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1) 结构陶瓷
高强轻质、耐高温、耐腐蚀、高韧性 改善脆性