粉体技术导论

陶瓷行业应用
药物制备
粉体工程技术在制药行业中广泛应用于药物制备，如中药和西药的生产。粉体工程技术通过控制药物的粒度和释放性能，可以提高药物的生物利用度和治疗效果。
药物剂型设计
粉体工程技术也用于药物剂型的设计，如颗粒剂、片剂、胶囊剂等。通过粉体工程技术的处理，可以调节药物的释放速度和作用方式，满足不同治疗需求。
离心筛分
利用液体将物料湿润，然后通过筛孔分离不同粒度的物料的过程。
湿法筛分
筛分技术
干法混合
湿法混合
气流混合
振动混合
混合技术
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利用机械力将不同粒度的物料混合均匀的过程，如搅拌、搅拌磨等。
利用液体将不同粒度的物料混合均匀的过程，如捏和、乳化等。
利用高速气流将不同粒度的物料混合均匀的过程，如流化床、喷射混合等。
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粉体表面改性技术
粉体可作为填料添加到高分子材料中，提高材料的力学性能、阻隔性能和加工性能等。
高分子复合材料
利用陶瓷粉体制备出高性能的陶瓷复合材料，如陶瓷基复合材料、纳米陶瓷复合材料等。
陶瓷复合材料
金属粉体与其他金属或非金属材料复合，制备出具有优异性能的金属复合材料。
金属复合材料
粉体在复合材料中的应用
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粉体工程安全防护
粉体工程环保措施
总结词：了解粉体工程对环境的影响，掌握环保措施，保护环境。
了解粉体工程中产生的污染物及其对环境的影响。
学习如何合理选用环保设备，降低污染物排放。
详细描述
掌握环保设备的运行原理和使用方法。
定期进行环保监测，确保排放物符合国家标准。

l+b+h 3
3 1 1 1 l b h
4
5
二轴几何平均径
三轴几何平均径
3
lb 2
lbh
接近于颗粒投 影面积的测量
假想的等体积 的正方体边长
1.1.1.2统计平均粒径
• 统计平均径如图1-2所示，是显微镜测定的一个术语； 是平行于一定方向(用显微镜)测得的线度。也称定 向径,有两种测法: • 1、定方向径(Feret径)dF： 沿一定方向测颗粒投影 投影轮廓的两端相切的两平行线间的距离。称为 “弗雷特直径 • 2、定方向等分径(Martin径)dM：沿一定方向将颗粒 投影像面积等分的线段长度,称为“马丁直径。 • 显然. 一个不规则的颗粒，在显微镜下的直径dm df 的大小，均与颗粒取向有关，当测量的颗粒数很多 时，因取向所引起的偏差大部分可以互相抵消。故 所得统计平均粒径的平均值，还是比较准确地反映 出颗粒的真实大小。 •
1.2.2粒度分布的表示方法
3）、函数法 函数法是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。 这种数学表达式称为粒度分布函数，它为粒度分布分析 提供了简单的数学形式，能更准确地表达粒度分布规律， 便于进行数学运算及应用计算机进行数据处理，还可用 于计算粉体的比表面积、平均粒径及分级效率等参量。 不同研究者提出了许多描述粒度分布的函数式。下面介 绍 Rosin-Rammler-Bennet分布函数(RRB分布函数)
2.粉体工程的应用
• 科学技术发展至近代.几乎所有的工作部门均涉及到粉粒体处 理过程。相关产业有: • 2.1 无机非金属材料业 水泥、陶瓷、玻璃和窑业原料的粉碎、 烧成； • 2.2 冶金和金属工艺学 粉末冶金、硬质合金、金属陶瓷、淬 火和调质合金 • 2.3 颜料和感光剂工业 • 2.4 电化学和部分天机化学丁业 • 2.5 能源工业 • 2.6 石油化学、高分子化学、有机精密化学工业. • 2.7 食品、医药、电子及环境工程： • 比如5μm以下的浮尘是人的过滤器无法阻挡的污染源；水泥 中3～30μm细粉占65%以上时，水泥早期强度较高，碳酸钙 磨至纳米级时，可以做食品添加剂。

概论一、粉体工程研究的内容上世纪50年代初期，粉体工程这一名词首先出现在日本。

其实，粉体从古至今一直与人类的生产和生活有着十分密切的关系。

众所周知，陶器—作为第一种人造材料早在新石器时代就已问世，而它的生产除了与火有必然的联系外，与粉末也是分不开的。

早在明代宋应星的《天工开物》一书中，就对一些原始的粉体工艺加工过程进行了详细的总结和描述。

现在粉体工程学已经发展成为一门跨学科、跨行业的综合性极强的技术科学，粉体的应用遍及材料、冶金、化学工程、矿业、机械、建筑、食品、医药、能源、电子及环境工程等诸多领域。

粉体研究的目的：提高工业产品的质量与控制水平。

粉体颗粒的大小及粒度分布对产品质量影响非常大。

如在水泥中，粗细颗粒的比例、颗粒的形状对产品性能有着极大的影响；医药行业中的某些药剂，可以通过细化来改变药剂的用量和吸收性；颜料颗粒的大小对被涂物体表面的遮盖力影响极大，当颗粒细到约等于可见光波长（0.4～０.7μm）的0.4—0.5倍时，颗粒对入射光的散射能力最大，此时颜料具有较高的遮盖力，当颗粒直径小于可见光波长的1/2时，因发生光的衍射，遮盖力明显下降，颜料具有透明性；复印机所用墨粉的粒度一般在8～12μm，6～20μm的颗粒应该占到75%以上，小于这个数值，复印时变黑，大于这一数值，字体印不上去。

再者，就是粉体的表面改性，如白云母经过氧化钛、氧化铬、氧化铁、氧化锆等金属氧化物进行表面改性后，用于化妆品、塑料。

颗粒的分类1 原级颗粒最先形成粉体物料的颗粒，称为原级颗粒（又称一次颗粒或基本颗粒）。

从宏观上来看，原级颗粒是构成粉体的最小单元，这些原级颗粒的形状，有立方体的、球状、针状、不规则晶体状的。

粉体物料的性能都与其分散状态，即与它的单独存在的颗粒大小和形状有关，真正能反映出粉体物料固有性能的，就是的它的原级颗粒。

2. 聚集体颗粒聚集体颗粒是由许多原级颗粒依靠某种化学力与其表面相连而堆积起来，又称二次颗粒。

粉体工程（Ⅰ）教案
【首页】
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第20单元
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颗粒大小——粉体系统各种性质影响很大 颗粒集合---吸引力，输送 颗粒制备---粉碎
16.02.2019
颗粒大小决定（影响）： e.g. 水泥的凝结时间、强度； 结构陶瓷的强度、韧度； 功能材料的功能； 催化剂的活性； 食品的味道； 药物的药力； 颜料的着色力；
9
e.g.陶瓷材料性能由： a.材料组分； b.显微结构--粉体特性（颗粒度、形状、团聚 状态、相组分)； 亚微米―纳米级超细粉，加速烧结过程中动力 学过程，降低烧结时间，改善烧结体性能； e.g.水泥工艺是两磨一烧,水泥性能由 a.材料组成（煅烧）； b.颗粒度（颗粒大小及分布）； 水泥（溶胶－凝胶法，DSP）
16.02.2019
13
粉体技术所涉及到的行业和产品应用
食品 颜料 能源 粮食加工、面粉蛋白分离、调味料、保健食品、食品 添加剂、 偶氮颜料、酞青系列颜料、氧化铁系列颜料、氧化铬 系列 煤粉燃烧、固体火箭推进剂、水煤浆、
电子
电子浆料、电子塑封料、集成电路基片、电子涂料、 荧光粉、铁氧体
16.02.2019
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粉体技术所涉及到的行业和产品应用
建材 精细 陶 瓷 环保 机械 水泥、建筑陶瓷生产、复合材料、木粉 原料细化处理、梯度材料、金属与陶瓷复合材料、颗 粒表面改性 脱硫用超细碳酸钙、固体废弃物的再生利用、各类粉 状污水处理剂 粒度砂、微粉磨料、超硬材料、固体润滑剂、铸造型 砂
16.02.2019
15
DSP水泥;densified systems containing homogeneous 16.02.2019 arranged ultrafine particle;DSP cement
10
非金属矿行业对国民经济和社会就业的贡献和影响不 断提高，2000年非金属矿工业总产值已达548.82亿元， 超过金属矿工业总产值（435.34亿元）。非金属矿产 品与金银铜铁一样，是社会发展不可缺少的重要物质 资料。在出口方面，非金属矿产品是我国改革开放以 来出口创汇增长最快的产品；其巨大贡献是不争的事 实。非金属矿产品在"六五”期间出口12.5亿美元,"七 五"期间达到25.7亿美元，"八五"期间超过53.7亿美元， "九五"期间超过100亿美元。2000年出口创汇24.29亿 美元，2001年达到28亿美元，2002年继续保持增长 势头。件

第一章第二节
表1 频率分布
粒级（µm） 平均粒径 （ µm ） <20 ~10 20~25 25~30 30~35 35~40 40~45 >45 22.5 27.5 32.5 37.5 42.5 质量频率 （%） 6.5 15.8 23.2 23.9 14.3 8.8 7.5 个数频率 （%） 19.5 25.6 24.1 17.2 7.6 3.6 2.4
dR 1 (d d ) F(d ) exp[ ] 2 dd 2 2
2
F（d）称为双参函数，由平均径 d 和标准偏差 σ加以定义
第一章第二节
标准偏差σ：粒径di对于 d 的二次矩的平方根

2 f ( d d ) i i i 1
n
分布宽度的一种量度，反映分布对于d 的分散程度 对于相同 d 的颗粒群而言 相对标准偏差α（亦称变动系数，无量纲量）：
da i 1 da i 粒级平均径：di 2
分计筛余：
累积筛余：
Wa1 Wa1 100% ra1 100% R a1 W W
Wa1 Wa2 Wa2 100% ra2 100% R a2 W W
累积筛下：
Wa2 Wa3 Wa4 Wa5 Wa6 D a1 100% W
第一章第二节
表2 累积分布
粒度 （µm） <20 20~25 25~30 30~35 35~40 40~45 >45 质量累积（%） R% D% 100.0 6.5 93.5 22.3 77.7 45.5 54.5 69.4 30.6 83.7 16.3 92.5 7.5 100.0 个数累积（%） R% D% 100.0 19.5 80.5 45.1 54.9 69.2 30.8 86.4 13.6 94.0 6.0 97.6 2.4 100.0

3
脉石矿物：目前国民经济尚不能利用的矿物。 原矿：是矿山采出的原始产品。
选矿 ： 传统上，把矿石加以破碎，使之彼 此分离（解离），然后将有用矿物加以富集 提纯，无用的脉石被抛弃，这样的工艺过程 叫选矿 。 精矿 ：在选矿过程中选出的有用矿物。
4
品位 給矿或产品中有用成分的质量百 分数（%或g/t）。 原矿品位α 精矿品位β 尾矿品位θ 产率（γ）产品质量与原矿质量之比
粉碎设备多样化定型化―两端化即大型 化和超小型化且不断有新设备问世―磨矿 （振动磨、搅拌磨等）……两高一低即投 资高（设备大笨重等）、产品成本高（电 耗高、材耗高）、效率低―用于粉碎的能 量占总能量的40%以下..
发展趋势 四新—新设备、新材料、新技 术、新的粉碎方法―电热辐射、液电效应、 热力粉碎……
19
1.4.2 磨矿机是每天24h连续工作，每月除计划的 检修停车外，均在工作。 设置一个粉矿仓 磨矿车间磨矿机、分级机通常配置在一个台阶上， 碎矿车间操纵控制的要点在磨矿车间原则上适用。 两个车间综合考虑 1.5 碎矿和磨矿的发展趋势
20
应用领域逐步扩大—饮料、保健品、环 境保护方面......
回收率 精矿中有用成分与原矿中有用 成分质量之比（ε）。
5
Q1 100 % Q0 100
回收率越高，表明选矿过程回收的金属 越多。一般情况下，在保证精矿质量 （品位）的前提下，力求提高回收率。
6
1.1.2 碎矿磨矿的首要任务： 矿石中的有用矿物(待回收矿物)及脉石
矿物(待抛弃矿物)紧密嵌生在一起，将有用 矿物与脉石矿物及各种有用矿物之间相互 解离开来是选别的前提条件，也是磨矿的 首要任务。
17
1．4 碎矿车间和磨矿车间的工作制度 1.4.1 破碎机的工作时间就要与采矿场 的供矿制度相配合；采用两班 6~7h 三班5~6h

第一讲绪论粉体工程(粉体加工技术)：是一门在掌握超细粉碎理论基础上，以超细粉碎设备结构及工作原理、超细粉碎工艺流程为主要学习内容的课程。

一非金属矿产及加工利用简介1非金属矿产发展非金属矿产：是指金属矿产和燃料矿产以外，自然产出的一切可以提取非金属元素或具有某种功能可供人们利用的、技术经济上有开发价值的矿产资源。

（因此类矿产大多不是以化学元素，而是以有用矿物为利用对象，所以亦称为工业矿物与岩石。

）在人类发展过程中，非金属矿产起了决定性作用。

古代：石器（工具）陶器青铜器（金属）非金属矿产受挫近代：技术的进步和材料结构的多元化，促使了非金属矿产地位不断上升。

从科学技术角度看：已进入信息时代从矿产资源利用看：进入一个以非金属资源为中心的综合开发时代。

(50年代开始，世界非金属矿产产值已经超过金属矿产产值，发达国家非矿产值超过金属矿产2~3倍。

)我国非金属矿产发展情况我国是世界上最早利用非金属矿产的国家之一。

但是近代由于封建制度的闭关自守及帝国主义国家列强的侵略掠夺，我国的非金属矿产发展落后于西方发达国家。

我国已发现有经济价值的非金属矿产有100多种，是世界上品种齐全、储量丰富的少数国家之一。

储量居世界前列的非金属矿产有：石膏、石墨、滑石、膨润土、石棉、萤石、重晶石等储量在世界上有重要地们的非金属矿产有：高岭土、硅藻土、沸石、珍珠岩、石灰石等。

非常具有发展潜力的非金属矿产有：硅灰石、长石、凸凹棒石、海泡石等。

80年代开始我国非金属矿产日益受到关注（非金属在世界市场走俏）近十几年来我国非金属矿产出口增长，已成为出口创汇的一个重要方面。

但我国非金属矿产加工技术――比较落后出口的非金属矿产产品种类――原矿和初级产品（许多工业部门和人们日常生活所需的非金属矿深加工产品还需进口，有的甚至是我们出口的原矿或初级产品加工而成。

）2非金属矿产开发利用新趋势从目前国内外非金属矿产开发利用的特点，可反映出如下几个趋势：（1）已开发的老品种，其利用范围和开发深度不断扩大。

1、陶珍东、郑少华主编.粉体工程与设备.北京：化学工业出版社,2003. ISBN
7-5025-4626-X
2、陆厚根编著，粉体技术导论，上海：同济大学出版社，1998. ISBN
7-5608-1811-0/TQ.2
3、谢洪勇编著.粉体力学与工程. 2003.
4、王奎生编著.工程流体与粉体力学基础.北京：中国计量出版社，2002.9. ISBN 7-5026-1675-6
5、卢寿慈主编.粉体技术手册. 北京：化学工业出版社,2004. ISBN
7-5025-5227-8
6、毋伟, 陈建峰, 卢寿慈编著．超细粉体表面修饰. 北京：化学工业出版社,2004. ISBN 7-5025-5143-3
7、李凤生等编著.超细粉体技术.北京：国防工业出版社，2000.ISBN
7-118-02325-6
8、卢寿慈主编.粉体加工技术. 北京：中国轻工业出版社，1998. ISBN
7-5019-2224-1
9、郑水林主编.超细粉碎工艺设计与设备手册. 北京：中国建材工业出版社，2002.9. ISBN 7-80159-279-4
10、陈景华，张长森等编.材料工程测试技术.上海：华东理工大学出版社，2006.10.ISBN 7-5628-1995-5/TB.9。

(一) 粉体工程基础
• • • • • • 1.粉体的定义 2.粉体的种类 3.单个颗粒的大小表示方法 4.颗粒的形状 5.颗粒粒度的分布 6.颗粒粒度的测量方法
• • • • • • •
7.粉体的堆积特性 8.粉体的润湿特性 9.粉体的静压力计算 10.粉体的内摩擦角 11.粉体的重力流动 12.料仓的设计 13.粉体的偏析
2.粉体的定义
• 工程上常把在常态下以较细的粉 粒状态存在的物料，称为粉体物 料，简称粉体。
粉体颗粒的大小表示方法
• （1）用线度表示：单位“微米” • （2）用“目” 表示：目是每英寸长的 标准试验筛筛网上的筛孔数量。如， “+325目0.5%”，表示有0.5%的粗大颗粒 通不过325目筛，称为筛余量。 • （3）用比表面积表示：
第1章 概论
• • • • 1.粉体工程研究的内容 2.粉体的定义 3.粉体的种类 4.与粉体有关的产业
1.粉体工程研究的内容
• • • • 古代的情况 现代的情况（日本、美国） 中国的情况 山东省的情况
研究粉体工程的目的
• (1) 提高工业产品的质量与控制水 平 • (2)节能降耗，促进粉体加工技术的 发展 • (3)新材料的研究与开发
（二）粉体基本操作
• • • • 1.粉碎操作：破碎、粉磨 2.输运过程：气力输送 3.分级分离过程： 4.混合与造粒过程：
（三）主要设备
• • • • • • • 1.破碎机 2.磨机 3.气力输送设备:斜槽、气力泵 4.筛子 5.选粉机 6.混合设备 7.造粒设备
• • • • • •
8.胶带输送机 9.螺旋输送机 10.斗式提升机 11.链板输送机 12.喂料机 13.计量设备
3.粉体颗粒的种类

读书报告——《粉体技术导论》（一）颗粒的几何形体特性1.粒度及颗粒群平均粒径粒度是颗粒在空间范围内所占大小的线性尺度。

实际的粉体形状相当复杂，而且，每一个颗粒都有其独自的形状，对于形状不规则的颗粒，其粒径的确定就比较困难，此时就采用一个虚拟的“直径”来表示其粒径的大小，包括三轴径、球当量径、圆当量径和统计径四大类。

①三轴径：以颗粒的长度l、宽度b、高度h定义的粒度平均值，这种取定方法，对于长形颗粒存在的情况比较适用。

②球当量径：与颗粒同体积的球的直径称为等体积球当量径；与颗粒同表面积的球的直径称为等表面积球当量径；与颗粒同比表面积的球的直径称为等比表面积球当量径。

另外，在流体中以等沉降速度下降的球的直径称为等沉降速度球当量径。

③圆当量径：以与颗粒投影轮廓性质相同的圆的直径表示粒度。

与颗粒投影面积相等的圆的直径称为投影圆当量径。

圆周与颗粒投影图形周长相等的圆的直径叫周长圆当量径。

④统计平均径：是平行于一定方向（用显微镜）测得的线度，又称定向径。

在实际中，所涉及的不是单个的颗粒，而是包含各种不同粒径的颗粒的集合，即粒子群。

对于不同粒径颗粒组成的粒子群，为简化其粒度大小的描述，常采用平均粒度的概念。

平均粒度是用数学统计方法来表征的一个综合概括的数值。

2.粒度分布严格地讲，粉体的粒度分布都是不连续的。

但在实际测量中，可以将接近于连续的粒度范围视为许多个离散的粒级。

粉体的粒度分布常用粒度分布图谱和粒度特征函数式表示。

对粒度分布最精确的描述是用数学函数，即用概率理论或近似函数的经验法来寻找数学函数。

常见的三种粒度分布为：正态分布、对数正态分布、罗辛-拉姆勒分布。

3.颗粒形状颗粒形状与物性之间存在着密切的关系，对颗粒群的许多性质产生影响，例如粉体的比表面、流动性、填充性、形状分离操作、表面现象、化学活性、涂料的覆盖能力、粉体层对流体的透过阻力，以及颗粒在流体中的运动阻力等。

人们采用某个量的数值来表征颗粒的形状。

（1）单颗粒大小的表征
请思考？ 请思考？ 球形颗粒可用直径来表示粒度。然而，除了一些特别的 场合，粉体颗粒的形状是不规则的，如何表示不规则颗 粒的大小呢？ 粉体是许多颗粒的聚集体，每个颗粒形状大小各异，怎 么定义粉体的粒度呢？
答案！
--- 规则颗粒：特征线段(直径、棱长、长和宽等） 规则颗粒：特征线段(直径、棱长、长和宽等） --- 不规则单颗粒：①单颗粒的三维尺寸表示; 不规则单颗粒： 单颗粒的三维尺寸表示; 统计平均径表示; ②统计平均径表示 当量直径表示. ③当量直径表示. ---不规则群颗粒：粒径分布表、分布图（频率分布）、 ---不规则群颗粒：粒径分布表、分布图（频率分布）、 不规则群颗粒 分布函数或者适当的参数表示
表面活性提高， 界面特性改善 ， 表面活性提高 ， 界面特性改善， 粘附力、 粘附力 、 均匀性及表面光泽性大 大提高。 大提高。
水泥强度提高
火炸药及其中的固体成分
燃烧和爆炸性能提高
4.1.6 了解与粉体有关的产业及应用
฀
食品
4.1.6 了解与粉体有关的产业及应用
฀
中
药
4.1.6 了解与粉体有关的产业及应用
4.1概述 4.1概述
4.1.1粉体工程学产生的历史背景 4.1.1粉体工程学产生的历史背景
-----新石器时代的陶瓷（约1.8万年前) -----新石器时代的陶瓷（约1.8万年前) -----明代宋应星《天工开物》 -----明代宋应星《天工开物》 ----- 20世纪50年代初期战后日本首先出现名词 20世纪50年代初期战后日本首先出现名词 ------跨学科、跨行业的综合性技术科学( ------跨学科、跨行业的综合性技术科学(材料、 冶 金、化学工程、矿业、机械、建筑 、食品、医 药、能源、电子及环境工程等) 药、能源、电子及环境工程等)

2
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
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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
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
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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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25

5-产品出料；6-原料出料
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图2-7
两辊面都为刀刃形的结构示意图
图2-8
一辊为齿面，另一辊为光滑形结构示意图
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二、辊碾法
常见的辊碾设备有：雷蒙磨、胶体磨、离心辊式磨、棒磨机、 超级混合磨、Szego及新近开发的Micros。
（一）原理
将单根或多根研棒或环等装入磨腔内，借助某种特殊力使 磨腔内的棒或环作旋转运动，棒与棒之间或环与环之间以及它 们与磨腔内壁之间产生的碰撞、挤压、研磨、剪切等作用，使 它们之间的物料被破碎。
对于延性材料，在断裂前要发生塑性形变，由于要 消耗大量的能量，Orowan在Griffith的理论基础上，引 入延性材料的塑性功来描述延性材料的断裂。
9
图2-4破碎与磨碎方式
抗压强度、抗剪强度、抗弯强度、抗拉强度
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在实际的生产中， 如何预测最终产品的粒径大小，一直是关 心的问题。 颗粒的破碎与能耗的三种学说在一定程度上能反映粉碎后的粒 径的大小情况： 1、面积学说（Rittinger）：物料破碎时，外力做的功用于产 生新表面积，即破碎的功耗 ，与新生表面积 成正比 ，若 A1 S A1 K1S 比例系数为K，则 。
粉碎法是超细粉体中最常用的方法之一，在金属、非 金属、有机、无机、药材、食品、日化、农药、化工 、电子、军工、航空及航天等行业广泛应用。 常用的：辊压式、辊碾式、高速旋转式、球磨式、 介质搅拌式、气流式粉碎机；
新近开发的：液流式、射流粉碎机、超低温、超临 界、超声粉碎机等。 介绍：各种具体粉碎方式及设备的粉碎原理、功能 、特性、结构及适应范围。
5
2.3 粉碎法制备超细粉体的理论综述
采用机械法制备超细粉体的理论基础是：在给定的应力 条件下，研究颗粒的断裂、颗粒的破碎状态、颗粒的碰撞 以及新增表面积的特性等问题。 颗粒的断裂学是材料科学的一个分支，它研究了材料 变形的力学性能、脆性断裂与强度以及材料的热学、光学 、电导、介质、压电和磁学等性能。 物料的物理机械性质对破碎有直接影响，它对破碎机 的选择起决定因素。 物料的机械性质主要是指物料的机械强度。破碎时 遇到的阻力主要是指物料的机械强度所引起的。机械强度 大的物料破碎时需要的力也大，反之亦然

第一章 颗粒的几何形态特性一、粒度是颗粒在空间范围所占大小的线性尺寸。

二、表示方式：1）、三轴径：以颗粒的长度l 、宽度b 、高度h 概念的粒度平均值称为三平均径。

2）、球当量径：把颗粒看成相当的球。

a 、与颗粒同体积的球的直径称为等体积球当量径36πV d V =b 、与颗粒等表面积的球的直径称为等表面积球当量径πSd S =c 、与颗粒具有相同的表面积对体积比，即具有相同的体积比表面S V 的球的直径称为比表面积球当量径2366S V V SV d d S S Vd ===3）、圆当量径：以颗粒投影轮廓性质相同的园的直径表示粒度。

a 、与颗粒投影面积相等的园的直径称为投影园当量径πad a 4=b 、与颗粒投影图形周长相等的园的直径称为等周长园当量径。

πLd L = 4）、统计平均径：平行于必然方向（用显微镜）测得的线度，故又称定向径。

a 、定方向径：沿必然方向测颗粒投影像的两平行线间的距离。

b 、定方向等分径：沿必然方向将颗粒投影像面积等分的线段长度。

c 、定向最大径：沿必然方向测定颗粒投影像，所得最大宽度的线段长度。

3、粒度散布：将粉末试样按粒度不同分为假设干级，每一级粉末（按质量、按数量或按体积）所占的百分率。

粒度散布是表征多分散体系中颗粒大小不均一的程度。

★频度散布 任意粒度距离内颗粒显现的频度。

★累计散布 以下的颗粒个数（质量）占总颗粒个数（质量）的百分比。

4、形状因子是一个无量纲的量，人们经常使用那个量的数值来表征颗粒的形状。

其数值与颗粒的形状有关，故能在必然程度上表征形状关于标准形状（大多取球形）的偏离。

形状系数：有些形状因子反映着颗粒的体积、表面积乃至必然方向上的投影面积与某种规定的粒度的相应次方的关系，而这些次方的比例关系又常称为形状系数。

形状指数：形状指数与形状系数不同，它与具体物理想象无关，对颗粒外形本身，用各类数学式进行表达。

五、粒度的测量方式1）、筛分析：让粉体试样通过一系列不同筛孔的标准筛，将其分离成假设干个粒级。

预遥合扮未中会易粉京与枯鰭利作用机理和表征方出11018随着我国汽车制凌行业的迅猛发展.对Fe墓扮未冶全零件和Fe粉的需求量越来越丸。

为了提壽Fe基产％的力学性能•常疫Fe扮中加入C、Ni. Cu. Mo寻合全元素，这些合全元素与Fe扮相比.扮未的松裝密度.牡度.形貌等冬不相同，欢使混今粉未亦运綸和庄制过程中产生拐尘和合全元素的偏析，污杀工作环境，并导孜坯体和坯体间成分.俎织.乃至性能和尺寸不均匀。

将钢铁粉未中的合全元素进行粘结处理制备成预合全钢粉是鮮决这一问幾的新枝术，其制备虑理是以爲庄缩性的Fe扮、护散扮戎预今全扮为母粉，采用粘结刘杆石县.Mn*密度、尅皮或形貌与母粉相差轶大的合全元素扮末粘附亦基体扮未上，以减少混合給茉&运输和庄制过程中的拐尘和成分偏析。

与未经粘结刘处理的混合粉相比，预混令钢粉具有如下优点：工艺药单，成本低廉；拓尘和合全无素的偏析少；合全扮未的浇劫性和楼具圾充性好，生产效率离；脱整庄力低；生坯及烧结件中成分和组织均匀性离；产岛性能和尺寸的一致性好。

预況合钢粉制备的关键技术是粘结利技术，虽然在一些专利中灵刊过一些粘结和类童，我国的科研人员也对此进行了初步研丸，但总体来说对预混合钢扮粘结剖作用机理和表征测试方出寻方而的研兗圾道很少.因此本丈作者从粘结刘的粘结机理入手，忒图糸统的找出粘结刘与粉未的相互作用机理以及它们之间粘结力的痕枉方法。

一.粘銘机理在粉末中加入粘结剖的0的是将■细小的家易产生協尘或者偏析的合全元素颗耘粘结列尺寸较大的母扮颗耘上。

包据粘结刘与母粉的粘结以及粘结和与合全元素的粘结.粘结刘在中间起到林梁作用。

粘结刘与母粉和合全元素之间的粘结力受界而力的彩响浚丸。

丈故指出，扮未与粘结刘有三种不同的粘结形式：今全元素穎耘之间的粘连.合全元素和基体粉未的粘连以及尿体扮末颗耘之间的粘连。

理想和粘结是今全元素和圧体扮未颗粒的粘连.即粘结剖用量亲省.且效果呆好，但卖际粘结和用量迪丸于孩值，其虑因就是三种•怖况的粘结都有。

预混合粉末中金属粉末与粘结剂作用机理和表征方法11018随着我国汽车制造行业的迅猛发展，对Fe基粉末冶金零件和Fe粉的需求量越来越大。

为了提高Fe基产品的力学性能，常在Fe粉中加入C、Ni、Cu、Mo等合金元素，这些合金元素与Fe粉相比，粉末的松装密度、粒度、形貌等各不相同，致使混合粉末在运输和压制过程中产生扬尘和合金元素的偏析，污染工作环境，并导致坯体内和坯体间成分、组织、乃至性能和尺寸不均匀。

将钢铁粉末中的合金元素进行粘结处理制备成预合金钢粉是解决这一问题的新技术，其制备原理是以高压缩性的Fe粉、扩散粉或预合金粉为母粉，采用粘结剂将石墨、Mn等密度、粒度或形貌与母粉相差较大的合金元素粉末粘附在基体粉末上，以减少混合粉末在运输和压制过程中的扬尘和成分偏析。

与未经粘结剂处理的混合粉相比，预混合钢粉具有如下优点：工艺简单，成本低廉；扬尘和合金元素的偏析少；合金粉末的流动性和模具填充性好，生产效率高；脱模压力低；生坯及烧结件中成分和组织均匀性高；产品性能和尺寸的一致性好。

预混合钢粉制备的关键技术是粘结剂技术，虽然在一些专利中提到过一些粘结剂类型，我国的科研人员也对此进行了初步研究，但总体来说对预混合钢粉粘结剂作用机理和表征测试方法等方面的研究报道很少，因此本文作者从粘结剂的粘结机理入手，试图系统的找出粘结剂与粉末的相互作用机理以及它们之间粘结力的表征方法。

一、粘结机理在粉末中加入粘结剂的目的是将细小的容易产生扬尘或者偏析的合金元素颗粒粘结到尺寸较大的母粉颗粒上。

包括粘结剂与母粉的粘结以及粘结剂与合金元素的粘结，粘结剂在中间起到桥梁作用。

粘结剂与母粉和合金元素之间的粘结力受界面张力的影响最大。

文献指出，粉末与粘结剂有三种不同的粘结形式：合金元素颗粒之间的粘连、合金元素和基体粉末的粘连以及基体粉末颗粒之间的粘连。

理想和粘结是合金元素和基体粉末颗粒的粘连，即粘结剂用量最省，且效果最好，但实际粘结剂用量远大于该值，其原因就是三种情况的粘结都有。