1、粉体科学与工程粉体科学与工程杨杨 眉眉Tel:18986127783Tel:18986127783材料与化学学院材料与化学学院二一三年九月至十一月二一三年九月至十一月第一章第一章 绪言绪言第一节第一节 粉体及粉体及粉体工程的定义粉体工程的定义一、粉体一、粉体（PowderPowder）：）：粉末，粉末体 通常是指由大量的固体颗粒及颗粒间的空隙通常是指由大量的固体颗粒及颗粒间的空隙所构成的集合体。所构成的集合体。 组成粉体的最小单位或个体称为粉体颗粒。组成粉体的最小单位或个体称为粉体颗粒。 电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电镜照片放大倍数增大放大倍数增大电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电
2、镜照片电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电镜照片放大倍数增大放大倍数增大电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电镜照片放大倍数增大放大倍数增大电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电镜照片放大倍数增大放大倍数增大电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电镜照片放大倍数增大放大倍数增大电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电镜照片放大倍数增大放大倍数增大电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电镜照片放大倍数增大放大倍数增大电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电镜照片放大倍数增
3、大放大倍数增大电气石粉体扫描电镜照片电气石粉体扫描电镜照片铁粉球形铜粉高岭土粉活性纳米碳酸钙粉塑料粉橡胶粉球形硅微粉 SEM照片片状云母粉照片碳酸钙晶须SEM照片电气石（不规则粒状）粉SEM照片二、粉体工程二、粉体工程 它是以它是以粉状和颗粒状物质为对象，研究其粉状和颗粒状物质为对象，研究其性质性质及及加工加工、处理技术处理技术的一门学科的一门学科。1 1、颗粒的分类、颗粒的分类 按成因分：人工合成、天然形成。按成因分：人工合成、天然形成。 按颗粒构成：原级颗粒、聚集体颗粒、凝按颗粒构成：原级颗粒、聚集体颗粒、凝聚体颗粒、絮凝体颗粒。聚体颗粒、絮凝体颗粒。三、基本知识三、基本知识（1）原级颗粒
4、）原级颗粒：最先形成粉体物料的颗粒。它是：最先形成粉体物料的颗粒。它是构成粉体的最小单元。又称一次颗粒、基本颗粒。构成粉体的最小单元。又称一次颗粒、基本颗粒。n它最能反映粉体的固有性能。粉体的许多性能与它最能反映粉体的固有性能。粉体的许多性能与原级颗粒的分散状态及它的大小形状有关。原级颗粒的分散状态及它的大小形状有关。（2）聚集体颗粒聚集体颗粒：由许多原级颗粒靠着某种化学：由许多原级颗粒靠着某种化学力表面相连而堆积起来。又称二次颗粒。（硬团聚）力表面相连而堆积起来。又称二次颗粒。（硬团聚）n在粉体的加工过程中形成。如，化学沉淀物料高在粉体的加工过程中形成。如，化学沉淀物料高温脱水、晶型转化、晶
5、体生长、熔融等过程。温脱水、晶型转化、晶体生长、熔融等过程。n聚集体颗粒的表面积之和聚集体颗粒的表面积之和原级颗粒表面积之和。原级颗粒表面积之和。n聚集体颗粒中各原级颗粒间彼此结合牢固，必须聚集体颗粒中各原级颗粒间彼此结合牢固，必须采用粉碎方法才能使其解体。采用粉碎方法才能使其解体。（3）凝聚体颗粒：）凝聚体颗粒：它是由原级颗粒或聚集体颗粒它是由原级颗粒或聚集体颗粒或二者混合物，通过较弱的附着力结合在一起的疏或二者混合物，通过较弱的附着力结合在一起的疏松颗粒群。又称三次颗粒。（软团聚）松颗粒群。又称三次颗粒。（软团聚）n在粉体加工中产生。如，湿法沉淀粉体的干燥等。在粉体加工中产生。如，湿法沉淀
6、粉体的干燥等。n凝聚颗粒的表面积凝聚颗粒的表面积 构成它的颗粒表面积之和。构成它的颗粒表面积之和。n凝聚体颗粒结构较疏松，能够被机械力所解离。凝聚体颗粒结构较疏松，能够被机械力所解离。（4）絮凝体颗粒：）絮凝体颗粒：粉体在液相介质中分散，由于粉体在液相介质中分散，由于颗粒间的各种物理力，使颗粒松散结合在一起所形颗粒间的各种物理力，使颗粒松散结合在一起所形成的粒子群，称絮凝体颗粒。（软团聚）成的粒子群，称絮凝体颗粒。（软团聚）n絮凝体絮凝体颗粒的表面积颗粒的表面积 构成它的颗粒表面积之和。构成它的颗粒表面积之和。n絮凝体颗粒很容易被微弱的剪切力解絮，也易在絮凝体颗粒很容易被微弱的剪切力解絮，也易
7、在表面活性剂（分散剂）的作用下分散开来。表面活性剂（分散剂）的作用下分散开来。炭黑及制品的炭黑及制品的SEM照片照片凹凸棒石及制品的凹凸棒石及制品的SEM照片照片2、粉体的分类、粉体的分类 按成分分：碳酸钙粉体、硅灰石粉体等。按成分分：碳酸钙粉体、硅灰石粉体等。 按粒度分：按粒度分： 粉体分类粉体分类 按成因分：人工合成、天然形成。按成因分：人工合成、天然形成。 按颗粒大小、形状分：单分散、多分散。按颗粒大小、形状分：单分散、多分散。单分散粉体：颗粒的大小、形态相同。单分散粉体：颗粒的大小、形态相同。多分散粉体多分散粉体:颗粒的大小、形态各异。颗粒的大小、形态各异。粗粉、粒体粗粉、粒体1000
8、m 细粉：细粉：10-1000m 微米级微米级1-10m超细粉：超细粉：0.1-10m 亚微米级亚微米级0.1-1m超微细粉：超微细粉：0.001-0.1m 纳米粉纳米粉3、粉体的性质、粉体的性质n粉体的几何性质：粒径、粒度分布、颗粒形粉体的几何性质：粒径、粒度分布、颗粒形状、颗粒群的堆积性质。状、颗粒群的堆积性质。n力学性质：粉体的摩擦性等。力学性质：粉体的摩擦性等。n粉体的其它性质：电、光、声，吸附等性质。粉体的其它性质：电、光、声，吸附等性质。 4、粉体的加工、处理技术、粉体的加工、处理技术包括：粉体的制备、分级、分离、贮存、输包括：粉体的制备、分级、分离、贮存、输送、均化、造粒、改性、
9、提纯等技术。送、均化、造粒、改性、提纯等技术。 粉体制备粉体制备等离子体化学反应装置气流粉碎装置粉体加工过程单元操作粉体加工过程单元操作粉碎分级收尘粉碎分级收尘粉碎收粉碎收尘脱水脱水造粒造粒5、粉体制备方法分类、粉体制备方法分类 粉碎法粉碎法是利用各种外力，如机械力、流能力、化学能、是利用各种外力，如机械力、流能力、化学能、声能、热能等将块状或粗粒物料加工成细粒松散物料的方声能、热能等将块状或粗粒物料加工成细粒松散物料的方法法。其中机械粉碎法机械粉碎法是目前工业上使用最多的粉体制备方是目前工业上使用最多的粉体制备方法，制备的粉体粒度可达到亚微米级。法，制备的粉体粒度可达到亚微米级。 构筑法构筑
10、法是通过物质的物理状态变化（蒸发、熔融、凝固、是通过物质的物理状态变化（蒸发、熔融、凝固、形变、粒径变化等物理变化过程）来生成粉体的方法。可形变、粒径变化等物理变化过程）来生成粉体的方法。可制备微米、亚微米或纳米粉体。制备微米、亚微米或纳米粉体。 化学法化学法是通过化学合成来制备粉体的方法。它是制备超是通过化学合成来制备粉体的方法。它是制备超细粉体的一种重要方法。溶液反应法（沉淀法）、气相法细粉体的一种重要方法。溶液反应法（沉淀法）、气相法及喷雾法目前在工业上已大规模用来制备微米、亚微米或及喷雾法目前在工业上已大规模用来制备微米、亚微米或纳米粉体。纳米粉体。本课程粉体的制备重点介绍粉碎法。本课
11、程粉体的制备重点介绍粉碎法。第二节第二节 粉体工程的应用粉体工程的应用矿物晶体氧化铝陶瓷铁基粉末冶金制品高温电路基板东风21洲际导弹两级固体推进航天飞机矿产资源：无机矿物资源矿产资源：无机矿物资源陶瓷材料：氧化铝、氧化锆陶瓷陶瓷材料：氧化铝、氧化锆陶瓷化学工业：催化剂化学工业：催化剂冶金工业：粉末冶金材料、耐火材料冶金工业：粉末冶金材料、耐火材料电子材料：集成电路基板。电子材料：集成电路基板。航空航天：航空航天：军事领域：固体推进剂军事领域：固体推进剂机械工业：磨料、润滑剂机械工业：磨料、润滑剂食品、医药、化妆品食品、医药、化妆品Al2O3基板 l 向生命科学、环境保护、信息工程领域延伸向生命
12、科学、环境保护、信息工程领域延伸l 粉体的微细化与功能化粉体的微细化与功能化l 粉体的深加工与装备现代化粉体的深加工与装备现代化肿瘤靶向识别第四节第四节 课程内容、考核、教材及参考书课程内容、考核、教材及参考书一、课程内容课程内容 二、考核二、考核总成绩总成绩考试成绩（考试成绩（60%60%）+ +平时成绩（平时成绩（4040）其中，平时成绩其中，平时成绩= =实验成绩（实验成绩（5050）到课率（）到课率（5050） 三、教材及参考书三、教材及参考书教材：教材：1、粉体工程，张少明等、粉体工程，张少明等 编著编著. 中国建材工业出版社中国建材工业出版社, 1994. 参考书：参考书：1、粉体
13、加工技术、粉体加工技术, 卢寿慈卢寿慈 主编主编. 中国轻工业出版社中国轻工业出版社, 1999.2、超细粉体技术、超细粉体技术, 李凤生等，李凤生等， 编著编著. 国防工业出版社，国防工业出版社，2001.4、粉体工程与设备粉体工程与设备，陶珍东，等，陶珍东，等 主编主编.化学工业出版社，化学工业出版社，2003.5、粉体工程粉体工程，蒋阳，等，蒋阳，等 主编主编.武汉理工大学出版社，武汉理工大学出版社，2008.6、期刊期刊：中国粉体技术、非金属矿等。：中国粉体技术、非金属矿等。思考题：思考题： 1 1、粉体和粉体工程的定义。、粉体和粉体工程的定义。 2 2、粉体和颗粒的关系。、粉体和颗粒的关系。 3 3、颗粒的分类、粉体的分类。、颗粒的分类、粉体的分类。 4 4、粉体的制备方法及分类。、粉体的制备方法及分类。 5 5、粉体工程在材料领域的作用。、粉体工程在材料领域的作用。
