1、 School of Materials Science and Engineering/WHUT机械法制备粉体机械法制备粉体 2.3.1 机械冲击式粉碎（破碎）机械冲击式粉碎（破碎）一、鄂式破碎机一、鄂式破碎机(a)简单摆动型简单摆动型 (b)复杂摆动摆动型复杂摆动摆动型 (c)综合摆动型综合摆动型1-定颚；定颚；2-动颚；动颚；3-推动板；推动板；4-连杆；连杆；5-偏心轴；偏心轴；6-悬挂轴悬挂轴n主要用于块状料的前级处理。主要用于块状料的前级处理。n设备结构简单，操作方便，产量高。设备结构简单，操作方便，产量高。School of Materials Science and Engin
2、eering/WHUT二、圆锥破碎机二、圆锥破碎机 n按用途可分为粗碎（旋回破碎机）和细碎（菌形破碎机）两种按用途可分为粗碎（旋回破碎机）和细碎（菌形破碎机）两种n按结构又可分为悬挂式和托轴式两种。按结构又可分为悬挂式和托轴式两种。n圆锥破碎机的优点是：圆锥破碎机的优点是：产能力大，破碎比大，产能力大，破碎比大，单位单位电耗低。电耗低。n缺点是：构造复杂，投资费缺点是：构造复杂，投资费用大，检修维护较困难。用大，检修维护较困难。1-动锥；动锥；2-定锥；定锥；3-破碎后的物料；破碎后的物料；4-破碎腔破碎腔 School of Materials Science and Engineering
3、/WHUT三、锤式破碎机三、锤式破碎机n锤式破碎机的主要工作部件为带有锤子的转子。通过高速转动的锤子对锤式破碎机的主要工作部件为带有锤子的转子。通过高速转动的锤子对物料的冲击作用进行粉碎。由于各种脆性物料的抗冲击性差，因此，在作物料的冲击作用进行粉碎。由于各种脆性物料的抗冲击性差，因此，在作用原理上这种破碎机是较合理的。用原理上这种破碎机是较合理的。n锤式破碎机的优点是生产能力高，破碎比大，电耗低，机械结构简单，锤式破碎机的优点是生产能力高，破碎比大，电耗低，机械结构简单，紧凑轻便，投资费用少，管理方便。紧凑轻便，投资费用少，管理方便。n缺点是：粉碎坚硬物料时锤子和篦条磨损较大，金属消耗较大，
4、检修时缺点是：粉碎坚硬物料时锤子和篦条磨损较大，金属消耗较大，检修时间较长，需均匀喂料，粉碎粘湿物料时生产能力降低明显，甚至因堵塞而间较长，需均匀喂料，粉碎粘湿物料时生产能力降低明显，甚至因堵塞而停机。为避免堵塞，被粉碎物料的含水量应不超过停机。为避免堵塞，被粉碎物料的含水量应不超过10%15。School of Materials Science and Engineering/WHUT四、反击式破碎机四、反击式破碎机反击式破碎机的破碎作用：反击式破碎机的破碎作用：n(1)自由破碎自由破碎n(2)反弹破碎反弹破碎 n(3)铣削破碎铣削破碎 锤式破碎机和反击式破碎机主要是利用高速冲击能量的作用
5、使物料在自锤式破碎机和反击式破碎机主要是利用高速冲击能量的作用使物料在自由状态下沿其脆弱面破坏，因而粉碎效率高，产品粒度多呈立方块状，由状态下沿其脆弱面破坏，因而粉碎效率高，产品粒度多呈立方块状，尤其适合于粉碎石灰石等脆性物。尤其适合于粉碎石灰石等脆性物。1-高速转子；高速转子；2-板锤；板锤；3-反击板反击板 School of Materials Science and Engineering/WHUT五、轮碾机五、轮碾机n在轮碾机中，物料原料在碾盘与碾轮之在轮碾机中，物料原料在碾盘与碾轮之间的相对滑动及碾轮的重力作用下被研磨间的相对滑动及碾轮的重力作用下被研磨压碎。碾轮越重尺寸越大，粉碎
6、力越压碎。碾轮越重尺寸越大，粉碎力越强。强。n轮碾机常可分为轮转式和盘转式两种轮碾机常可分为轮转式和盘转式两种 用作破碎时，产品的平均尺寸为用作破碎时，产品的平均尺寸为38mm；粉磨时为粉磨时为0.30.5mm。轮碾机粉碎效率较低，但它在粉磨过程中同时具有破揉和混合作用，从而轮碾机粉碎效率较低，但它在粉磨过程中同时具有破揉和混合作用，从而可改善物料的工艺性能；同时碾盘的碾轮均可用石材制作，能避免粉碎过可改善物料的工艺性能；同时碾盘的碾轮均可用石材制作，能避免粉碎过程中出铁质掺入而造成物料的污染；另外，可较方便地控制产品的粒度。程中出铁质掺入而造成物料的污染；另外，可较方便地控制产品的粒度。16
7、-固定小刮板；固定小刮板；17-固定大刮板；固定大刮板；18-刮板架；刮板架；19-栏杆栏杆 School of Materials Science and Engineering/WHUT2.3.2 球磨粉碎球磨粉碎1-电动机；电动机；2-离合器操纵杆；离合器操纵杆；3-减速器；减速器；4-摩擦离合器；摩擦离合器；5-大齿圈；大齿圈；6-筒身；筒身；7-加料加料口；口；8-端盖；端盖；9-旋塞阀；旋塞阀；10-卸料管；卸料管；11-主轴头；主轴头；12-轴承座；轴承座；13-机座；机座；14-衬板；衬板；15-研磨研磨n当筒体旋转时带动研磨体旋转，靠离心力和摩擦力的作用，将磨球带到一定高度。
8、当筒体旋转时带动研磨体旋转，靠离心力和摩擦力的作用，将磨球带到一定高度。当离心力小于其自身重量时，研磨体下落，冲击下部研体及筒壁，而介于其间的粉当离心力小于其自身重量时，研磨体下落，冲击下部研体及筒壁，而介于其间的粉料便受到冲击和研磨。料便受到冲击和研磨。n球磨机对粉料的作用可以分成两个部分。一是研磨体之间和研磨体与筒体之间的球磨机对粉料的作用可以分成两个部分。一是研磨体之间和研磨体与筒体之间的研磨作用；二是研磨体下落时的冲击作用。研磨作用；二是研磨体下落时的冲击作用。n进料粒度为进料粒度为6mm，球磨细度为，球磨细度为1.50.075 mm。School of Materials Scien
9、ce and Engineering/WHUT影响粉碎效率因素影响粉碎效率因素n球磨机的转速；球磨机的转速；n研磨体的比重、大小及形状；研磨体的比重、大小及形状；n球磨方式（球磨方式有湿法和干法两种）；球磨方式（球磨方式有湿法和干法两种）；n装料方式；装料方式；n球磨机直径；球磨机直径；n球磨机内衬的材质。球磨机内衬的材质。一般情况下用不同大小的瓷球研磨普通陶瓷坯料时，料：球：一般情况下用不同大小的瓷球研磨普通陶瓷坯料时，料：球：水的比例约为水的比例约为1:(1.52.0):(0.81.2)。目前生产中趋向于增。目前生产中趋向于增多磨球，减少水分，从而提高研磨效率的方法。多磨球，减少水分，从而
10、提高研磨效率的方法。School of Materials Science and Engineering/WHUT2.3.3 行星式研磨行星式研磨行星式研磨有以下显著特点：行星式研磨有以下显著特点：n（1）进料粒度：）进料粒度：980 m左右；出料粒度：小于左右；出料粒度：小于74 m(最小粒最小粒 度度可达可达0.5m)。n（2）球磨罐转速快）球磨罐转速快(不为罐体尺寸所限制不为罐体尺寸所限制)，球磨效率高。公转：，球磨效率高。公转：37250 r/min，自转，自转78527 r/min。n（3）结构紧凑，操作方便。密封取样，安全可靠，噪声低，无污）结构紧凑，操作方便。密封取样，安全可靠
11、，噪声低，无污染，无损耗。染，无损耗。School of Materials Science and Engineering/WHUT2.3.4 振动粉碎振动粉碎粉碎原理：振动粉碎是利用研磨体在磨机内作高频振动而将物料粉粉碎原理：振动粉碎是利用研磨体在磨机内作高频振动而将物料粉碎的。进料粒度一般在碎的。进料粒度一般在2mm以下，出料粒度小于以下，出料粒度小于60m(干磨最细粒干磨最细粒度可达度可达5 m，湿磨可达，湿磨可达1 m，甚至可达，甚至可达0.1m)。振动粉碎效率的影响因振动粉碎效率的影响因素素na、频率和振幅、频率和振幅nb、研磨体的比重、研磨体的比重、大大 小、数量小、数量nc、添
12、加剂、添加剂 振动频率与粉料比表面积的关系振动频率与粉料比表面积的关系 School of Materials Science and Engineering/WHUT2.3.5 行星式振动粉碎行星式振动粉碎粉碎原理：行星式振动磨的磨筒既作行星运粉碎原理：行星式振动磨的磨筒既作行星运动，同时又发生振动。磨筒内部的粉磨介质动，同时又发生振动。磨筒内部的粉磨介质处在离心力场之中，既在一定高度上抛落或处在离心力场之中，既在一定高度上抛落或泻落，又不断发生振动，其加速度可以达到泻落，又不断发生振动，其加速度可以达到重力加速度的数十倍乃至数百倍，在这一过重力加速度的数十倍乃至数百倍，在这一过程中，对物料
13、施加强烈的碰击力和磨剥力，程中，对物料施加强烈的碰击力和磨剥力，从而使物料粉碎。从而使物料粉碎。行星式振动磨示意图行星式振动磨示意图 School of Materials Science and Engineering/WHUT2.3.6 雷蒙磨雷蒙磨n粉碎过程：物料由机体侧部通过给料机和粉碎过程：物料由机体侧部通过给料机和溜槽给入机内，在辊子和磨环之间受到粉碎溜槽给入机内，在辊子和磨环之间受到粉碎作用。气流从磨环下部以切线方向吹入，经作用。气流从磨环下部以切线方向吹入，经过辊子同圆盘之间的粉碎区，夹带微粉排入过辊子同圆盘之间的粉碎区，夹带微粉排入盘磨机上部的风力分级机中。梅花架上悬有盘磨机
14、上部的风力分级机中。梅花架上悬有35个辊子，绕集体中心轴线公转。公转产个辊子，绕集体中心轴线公转。公转产生离心力，辊子向外张开，压紧磨环并在其生离心力，辊子向外张开，压紧磨环并在其上面滚动。给入磨机内的物料由铲刀铲起并上面滚动。给入磨机内的物料由铲刀铲起并送入辊子与磨环之间进行磨碎。铲刀与梅花送入辊子与磨环之间进行磨碎。铲刀与梅花架连接在一起，每个辊子前面有一把倾斜安架连接在一起，每个辊子前面有一把倾斜安装的铲刀，可使物料连续送至辊子与磨环之装的铲刀，可使物料连续送至辊子与磨环之间。破碎的物料又经排放风机和分离器进行间。破碎的物料又经排放风机和分离器进行粒度分级处理粒度分级处理,大颗粒重新回到
15、磨机破碎大颗粒重新回到磨机破碎,合合格产品则被排出。格产品则被排出。n出料粒度一般在出料粒度一般在325目目400目之间。目之间。1 梅花架；梅花架；2 辊子；辊子；3 磨磨环；环；4 铲刀；铲刀；5 给料部；给料部；6 返回风箱；返回风箱；7 排料部排料部 School of Materials Science and Engineering/WHUT2.3.7 气流粉碎气流粉碎扁平式气流粉碎机扁平式气流粉碎机管道式气流粉碎机管道式气流粉碎机 1 1顶盖；顶盖；2 2管子；管子；3 3盖板；盖板；4 4管子；管子；5 5缝隙通道；缝隙通道；6 6导向环；导向环；7 7环；环；8 8底板；底板
16、；9 9喷嘴；喷嘴；1010磨室；磨室；1111管子；管子；1212出料口出料口 School of Materials Science and Engineering/WHUT2.3.7 气流粉碎气流粉碎n粉碎原理粉碎原理：利用高压流体：利用高压流体(压缩空气或过热蒸汽压缩空气或过热蒸汽)作为介质，将其高速通作为介质，将其高速通过细的喷嘴射入粉碎室内，此时气流体积突然膨胀、压力降低、流速急剧过细的喷嘴射入粉碎室内，此时气流体积突然膨胀、压力降低、流速急剧增大增大(可以达到音速或超音速可以达到音速或超音速)，物料在高速气流的作用下，相互撞击、摩，物料在高速气流的作用下，相互撞击、摩擦、剪切而迅
17、速破碎，然后自动分级，达到细度的颗粒被排出磨机。粗颗擦、剪切而迅速破碎，然后自动分级，达到细度的颗粒被排出磨机。粗颗粒将进一步循环、粉碎，直至达到细度要求。粒将进一步循环、粉碎，直至达到细度要求。n进料粒度约在进料粒度约在0.1 mm之间，之间，出料细度可达出料细度可达 m左右。左右。n优点优点：不需要任何固体研磨介质，故可以保证物料的纯度；在粉碎过程：不需要任何固体研磨介质，故可以保证物料的纯度；在粉碎过程中，颗粒能自动分级，粒度较均匀；能够连续操作，有利于生产自动化。中，颗粒能自动分级，粒度较均匀；能够连续操作，有利于生产自动化。n缺点缺点 是耗电量大，附属设备多；干磨时，噪音和粉尘都较大
18、。是耗电量大，附属设备多；干磨时，噪音和粉尘都较大。School of Materials Science and Engineering/WHUT2.3.8 搅拌磨粉碎搅拌磨粉碎 连续湿式搅拌磨连续湿式搅拌磨 间歇干式搅拌磨间歇干式搅拌磨进料粒度应在进料粒度应在1 mm以下，出料粒度为以下，出料粒度为0.1 m。School of Materials Science and Engineering/WHUTn搅拌磨又称摩擦磨、砂磨，是较先进的粉磨方法，其粉碎原理与球磨类似。搅拌磨又称摩擦磨、砂磨，是较先进的粉磨方法，其粉碎原理与球磨类似。n适于制备适于制备轧膜成型轧膜成型和和流延法成型用流延
19、法成型用的浆料。的浆料。n搅拌研磨具有下列特点：搅拌研磨具有下列特点：n(1)研磨时间短、研磨效率高，是滚筒式磨的研磨时间短、研磨效率高，是滚筒式磨的10倍。倍。n(2)物料的分散性好，微米级颗粒粒度分布非常均匀。物料的分散性好，微米级颗粒粒度分布非常均匀。n(3)能耗低，为滚筒式磨机的能耗低，为滚筒式磨机的l/4。n(4)生产中易于监控，温控极好。生产中易于监控，温控极好。n(5)对于研磨铁氧体磁性材料，可直接用金属磨筒及钢球介质进行研磨。对于研磨铁氧体磁性材料，可直接用金属磨筒及钢球介质进行研磨。n进料粒度应在进料粒度应在1 mm以下，出料粒度为以下，出料粒度为0.1 m。School o
20、f Materials Science and Engineering/WHUT2.3.9 胶体磨粉碎胶体磨粉碎n粉碎原理粉碎原理：利用固定磨子：利用固定磨子(定子定子)和高速旋转磨体和高速旋转磨体(转子转子)的相对运动产生强的相对运动产生强烈的剪切、摩擦和冲击等力。被处理的料浆通过两磨体之间的微小间隙，烈的剪切、摩擦和冲击等力。被处理的料浆通过两磨体之间的微小间隙，在上述各力及高频振动的作用下被有效地粉碎、混合、乳化及微粒化。在上述各力及高频振动的作用下被有效地粉碎、混合、乳化及微粒化。n胶体磨的胶体磨的主要特点主要特点如下：如下：（1）可在较短时间内对颗粒、聚合体或悬浊液等进行粉碎、分散、
21、均匀）可在较短时间内对颗粒、聚合体或悬浊液等进行粉碎、分散、均匀混合、乳化处理；处理后的产品粒度可达几微米甚至亚微米。混合、乳化处理；处理后的产品粒度可达几微米甚至亚微米。（2）由于两磨体间隙可调）由于两磨体间隙可调(最小可达最小可达1m)，因此，易子控制产品粒度。，因此，易子控制产品粒度。（3）结构简单，操作维护方便，占地面积小。）结构简单，操作维护方便，占地面积小。（4）由于固定磨体和高速旋转磨体的间隙小，因此加工精度高。）由于固定磨体和高速旋转磨体的间隙小，因此加工精度高。n进料粒度为进料粒度为1mm，出料粒度可达，出料粒度可达1 m以下。以下。School of Materials S
22、cience and Engineering/WHUT2.3.10 高能球磨粉碎高能球磨粉碎n粉碎原理：利用球磨的转动或振动，使硬球对原料进行强烈的撞击、研磨粉碎原理：利用球磨的转动或振动，使硬球对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌，把粉末粉碎为纳米级微粒的方法。如果将两种或两种以上粉末同和搅拌，把粉末粉碎为纳米级微粒的方法。如果将两种或两种以上粉末同时放入球磨罐中进行高能球磨，粉末颗粒经压延、压合、碾碎、再压合的时放入球磨罐中进行高能球磨，粉末颗粒经压延、压合、碾碎、再压合的反复过程反复过程(冷焊粉碎冷焊的反复进行冷焊粉碎冷焊的反复进行)，最后获得组织和成分分布均匀的，最后获得组织和成分分布均匀
23、的合金粉末。合金粉末。n高能球磨的特点：磨球运动速度较大，使粉末产生塑性形变及固相形变，高能球磨的特点：磨球运动速度较大，使粉末产生塑性形变及固相形变，而传统的球磨工艺只对粉末起混合均匀的作用；球磨过程中还会发生机械而传统的球磨工艺只对粉末起混合均匀的作用；球磨过程中还会发生机械能与化学能的转换，致使材料发生结构变化、化学变化及物理化学变化。能与化学能的转换，致使材料发生结构变化、化学变化及物理化学变化。n影响高能球磨效率和机械力化学作用的主要因素有：原料性质、球磨强度、影响高能球磨效率和机械力化学作用的主要因素有：原料性质、球磨强度、球磨环境、球磨气氛、球料比、球磨时间和球磨温度等。球磨环境
24、、球磨气氛、球料比、球磨时间和球磨温度等。School of Materials Science and Engineering/WHUT2.3.11 助磨剂助磨剂n粉碎原理粉碎原理：助磨剂通常是一种表面活：助磨剂通常是一种表面活性剂，它由亲水基团（如羧基性剂，它由亲水基团（如羧基COOH，羟基羟基OH）和憎水的非极性基团（如）和憎水的非极性基团（如烃链）组成。在粉碎过程中，助磨剂的烃链）组成。在粉碎过程中，助磨剂的亲水集团易紧密地吸附在颗粒表面，憎亲水集团易紧密地吸附在颗粒表面，憎水集团则一致排列向外，从而使粉体颗水集团则一致排列向外，从而使粉体颗粒的表面能降低。而助磨剂进入粒子的粒的表面能
25、降低。而助磨剂进入粒子的微裂缝中，积蓄破坏应力，产生劈裂作微裂缝中，积蓄破坏应力，产生劈裂作用，从而提高研磨效率。用，从而提高研磨效率。表面活性物质对钛酸钙瓷表面活性物质对钛酸钙瓷料比表面积的影响料比表面积的影响 School of Materials Science and Engineering/WHUTn常用助磨剂：常用助磨剂：液体助磨剂如醇类（甲醇、丙三醇）、胺类（三乙醇胺、二异丙醇胺）、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、环烷酸钙）油酸及有机酸的无机盐类（可溶性质素磺酸钙、环烷酸钙）气体助磨剂如丙酮气体、惰性气体气
26、体助磨剂如丙酮气体、惰性气体固体助磨剂如六偏磷酸钠、硬脂酸钠或钙、硬脂酸、滑石粉等。固体助磨剂如六偏磷酸钠、硬脂酸钠或钙、硬脂酸、滑石粉等。n助磨剂选择：助磨剂选择：一般来说，助磨剂与物料的润湿性愈好，则助磨作用愈大。当细碎酸性一般来说，助磨剂与物料的润湿性愈好，则助磨作用愈大。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；当细碎碱性物料（如钡、钙、质，如羧甲基纤维素、三羟乙基胺磷脂等；当细碎碱性物料（如钡、钙、镁的钛酸盐及镁酸盐铝酸盐等）时，可选用酸性表面活性物质（如环烷镁的钛酸盐及镁酸盐铝酸盐等）时，可选用酸性表面活性物质（如环烷基、脂肪酸及石蜡等）。基、脂肪酸及石蜡等）。
