粉体技术及设备复习要点

毕创迹整理

粉体技术及设备复习要点

一．颗粒物型

1.粉体的定义

对于科学技术研究或工程应用而言，粉末的粒度范围小到几个微米，甚至小于微米级的超细粉，或烟雾、气溶胶和泥浆等，大至数米以上的块状物料，都是粉体工程研究的对象。

2.颗粒的粒径和粒度 p1

粒径是指颗粒的尺寸，粒度是指颗粒大小、粗细程度。

3.粒径的表示方法 p1-3

三轴径，当量粒径，统计粒径

4.粒度分布的定义 p6

粒度分布是指粉体中不同粒径区间颗粒的含量

5.粒度分布的表示方法 p6-12

(1)列表法：将粉体粒度分析数据列成表格，分别计算出各粒级的百分数和筛下累积百分数的方法。

（2）图解法：直方图、扇形图和分布曲线

（3）函数法：根据粉体的粒度分析数据，通过数学方法将其整理归纳出足以反映其粒度分布规律的数学表达式的方法。

常用的分布函数有正态分布、对数正态分布和罗辛-拉姆勒分布，其中后两种应用最广泛。

6.颗粒间的作用力 p17-19

（1）颗粒间的范德瓦尔斯力：当颗粒与颗粒相互靠近接触时，颗粒的分子之间存在彼此作用的作用力。

（2）颗粒间的静电力：由于电荷的转移使颗粒带电而在其间存在的作用力

（3）颗粒间的毛细力：当颗粒形成液桥时，由于表面张力和毛细压差的作用而导致的颗粒间的作用力。

7.团聚与分散 p19-21

团聚是在气相或液相中，颗粒由于相互作用力而形成聚合状态。

团聚的三种状态：凝聚体，附聚体，絮凝

空气中团聚的原因：静电力、范德华力（干燥空气中）、液桥力（潮湿空气中）

解决办法：机械分散、干燥分散、表面改性、静电分散

分散是颗粒彼此互不相干，能自由运动的状态。

二.粉体物性

1.粉体堆积参数 p26-27

容积密度ρ:在一定填充状态下，粉体的质量与它所占体积的比值。

空隙率ε：在一定填充状态下，颗粒间空隙体积占粉体填充体积的比率。

填充率：在一定填充状态下，填充的粉体体积占粉体填充体积的比率。

配位数：粉体堆积中与某一颗粒所接触的颗粒个数。

2.不同粒径球形颗粒群的密实堆积 p29-30

Horsfield填充，Hudson填充

三．粉体的机械力化学效应

1.机械力化学现象的定义 p55

各种凝聚态的物质，受到机械力作用而发生化学变化或者物理化学变化的现象

2.机械力化学原理 p56

固体受到剧烈冲击，晶体结构发生破坏，局部还会产生等离子体过程，伴随有受激电子辐射等现象，可以诱发物质间的化学反应，降低反应的温度和活化能。总结有以下几个方面：

（1）晶粒细化，缺陷密度增加

在粉磨过程中，晶粒细化是一个普遍的现象，粉末在碰撞中被反复破碎．缺陷密度增加，产生晶格缺陷、晶格畸变，并具

有一定程度的无定形化；物质表面化学键断裂而产生不饱和键、自由离子和电子等，使得晶体内能增高，导致物质反应的平衡常数和反应速度常数显著增大。

（2）局部高温、高压引起化学反应

局部碰撞点，产生高温及很高的碰撞力，有助于晶体缺陷扩散和原子的重排。

（3）等离子体理论

机械力作用导致晶格松弛与结构裂解，激发出高能电子和等离子区。高激发状态诱发的等离子体产生的电子能量可以超过10eV，而一般热化学反应在温度高于1000℃时电子能量也只有4eV，紫外电子的能量也不会超过6eV，因而，机械化学有可能进行通常情况下热化学所不能进行的反应，使固体物质的热化学反应温度降低，反应速度加快。

（4）机械力化学动力学

3.机械力化学效应与结晶构造的变化 p57-62

（1）晶格畸变及颗粒非晶化

（2）晶型转变

（3）脱结晶水

（4）层状结晶结构物质的变化

（5）机械力化学反应

四.粉尘爆炸

1.粉尘爆炸的定义 p72

粉尘爆炸是悬浮于空气中的可燃粉尘颗粒与空气中的氧气充分接触，在特定条件下瞬时完成的氧化反应，反应中放出大量热，进而产生高温、高压的现象。

2.粉尘爆炸的特点 p73-74

（1）粉尘爆炸要比可燃物质燃烧及可燃气体爆炸复杂

（2）粉尘爆炸的难易与剧烈程度，与粉尘的物理、化学性质以及周围空气条件密切相关。

（3）粉尘爆炸与可燃气体相比的特点

1）粉尘爆炸感应期长，达数十秒，为气体的数十倍。（粉尘燃烧有一个加热、熔融、热分解和着火等一系列过程：过程可控）

2）粉尘爆炸起爆能量大，为气体的近百倍（大多数火源能量都能达到起爆能量，引起粉尘爆炸）

3）粉尘爆炸易产生二次爆炸（威力远超过第一次）

4）粉尘爆炸升压速度略低于可燃气爆炸，但正压作用时间比可燃气爆炸长。粉尘粒子不断释放可燃的挥发份，且粒子中包含的挥发份又多，所以压力衰减慢，正压作用时间长；使粉尘爆炸造成的破坏往往比可燃气爆炸严重。

5）粉尘爆炸毒性比较大（有机成分燃烧不充分产生有毒气体）

五.粉体的机械设备

1.粉碎的定义 p80

固体物料在外力作用下，克服内聚力，使之颗粒尺寸减小，表面积增加的过程。

粉碎是一种使大块物料变成小块物料甚至粉末，并产生新表面的过程。它可分为两个阶段:将大块物料碎裂成小块称破碎；将小块物料碎裂为细粉末状物料的加工过程称粉磨。

2.粉碎流程 p81-82

3.易碎性的定义 p84

易碎性是指物料粉碎的难易程度4.粉碎功耗理论 p85-87

（1）经典粉碎功耗理论

Lewis公式

Ritttinger定律—表面积学说

Kick定律—体积学说

Bond定律—裂纹学说（2）新近粉碎功耗理论

田中达夫粉碎定律

Hiorns公式

Rebinder公式

5.粉碎方法 p88-89