粉体力学复习要点

复习要点一、名词解释1.粒度分布：将粉末试样按粒度不同分为各个等级，每个颗粒级占颗粒总级数的百分比。

2.粉体：各个单独的固体颗粒的集合体，我们把这种集合体称为粉体。

3.球形度：等体积球的表面积与颗粒球的表面积的比值.4.休止角:安息角/休止角,是指物料堆积层的自由表面在静平衡状态下，与水平面形成的最大角度。

5.Molerus I 类粉体：初抗剪强度为零的粉体.6.Molerus Ⅲ类粉体:初抗剪强度不为零且与预压缩应力有关。

通常此类粉体的内摩擦角也与预压缩应力有关。

7.Stokes定律：在重力场中，悬浮在液体中的颗粒受重力、浮力和粘滞阻力的作用将发生运动，其运动方程就是Stokes定律8.Hausner比值：粉体紧密堆积密度和松动堆积密度之比,称为粉体Hausner 比值，常用于表征粉体的可压缩性和流动性。

9.喷雾干燥：把液体或溶液通过喷嘴喷成雾滴，再通过干燥制备颗粒材料的造粒技术10.取向力：极性分子相互靠近时，因分子的固有偶极之间同级相斥异极相吸,使分子在空间按照一定的取向排列，使体系处于更稳定的状态.这种固有偶极间的作用力为取向力.11.诱导力：在极性分子的固有偶极诱导下，临近它的分子会产生诱导偶极,分子间的诱导偶极与固有的偶极间的电性引力称为诱导力。

12.Jenike流动函数:Jenike定义粉体流动函数FF为预压缩应力σ0与粉体的开放屈服强度fc之比二、简答题1.依粉料被水润湿的过程，水分主要以哪四种形态出现并起作用？答：依粉料被水润湿的过程，水分主要以四种形态出现并起作用：吸附水-—摆动状态薄膜水-- 链锁状态毛细管水—- capillary state重力水-—浸渍状态immersed state2.颗粒在空气中分散的主要途径有哪些？答：颗粒在空气中分散的主要途径有四种：机械分散、干燥分散、表面改性、静电分散.3。

调节颗粒在液体中分散性与稳定性的主要途径有哪些？答:调节颗粒在液体中分散性与稳定性的主要途径：1）、通过改变分散性与分散介质的性质调控Hammaker常数，使其变小,颗粒间吸引力下降；2）、调节电解质及定位离子的浓度，使双电层厚度增加,增大颗粒间排斥作用;3）、选用附着力较强的聚合物和聚合物亲和力较大的分散介质，增大颗粒间排斥力。

第一章1、粉体工程的定义。

答：它是以粉状和颗粒状物质为对象，研究其性质及加工、处理技术的一门学科。

2、粉体的制备方法及分类。

答：（1）分类：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、凝聚体颗粒、絮凝体颗粒。

按成分分：碳酸钙粉体、硅灰石粉体等。

按粒度分：粗粉、细粉、超细粉等。

粉体种类按成因分：人工合成、天然形成。

按颗粒大小、形状分：单分散、多分散。

（2）制备方法：3、粉体工程在材料领域的作用。

答：粉体工程是一门新兴的跨行业、跨学科综合性技术学科。

粉体工程应用领域广如：矿产领域、电子领域、军事领域等。

粉体工程学的新理论、新技术将使许多工业发生根本性的变化 。

第二章1、举例说明粉体的基本性质对其在材料中应用性能的影响。

答：基本性质：粒径、粒度分布、颗粒形状、颗粒群的堆积性质、粉体的摩擦性质。

2、粉体的粒度组成特征的表征方法主要有哪些？试述它们的基本内容。

答：（1）粒度表格：是表示粒度分布的最简单形式，也是其它形式的原始形成。

（2）粒度分布曲线：能更直观地反映比较颗粒组成特征。

（频率直方图、频率分布曲线累积分布曲线）（3）粒度分布特征参数（偏差系数和分布宽度）（4）粒度分布方程.3、空隙率与填充率的定义；颗粒填充与堆积方式；密度的分类及定义.答：（1）空隙率：填充层中未被颗粒占据的空间体积与包含空间在内的整个填充层表观体积之比称为空隙率.（2）填充率： 颗粒体积占表观体积的比率。

（3）粉体颗粒的填充与堆积等径球形颗粒的排列：正方体排列、正斜方体排列、菱面体排列、楔形四面体排列，立方体为最松填充，属不稳定排列；菱面体为最密填充，属最稳定排列。

异径球形颗粒的填充：一次填充、 Horsfield 填充、非球形颗粒的随机填充。

（4）容积密度ρv，又称松密度，指在一定填充状态下，包括颗粒间全部空隙在内的整个填充层单位体积中的颗粒质量。

真密度ρs：指颗粒的质量除以不包括内外孔在内的颗粒真体积。

太原理工大学矿院矿物加工粉体工程复习资料你懂的。

1.纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。

纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，它具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。

①表面效应：随着粉体粒径的减小，其特性不仅取决于固体本身，而且还与表面原子状态有关，称其为表面效应。

②小尺寸效应：随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变，由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。

③量子尺寸效应：指当粒子的尺寸下降到某一值时金属费米能级附近的电子由准连续变为离散的现象。

④宏观量子隧道效应隧道效应是基本的量子现象之一，即当微观粒子的总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。

近年来，人们发现一些宏观量如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量及电荷也具有隧道效应，他们可以穿越宏观系统的势阱而产生变化，故称之为宏观量子隧道效应。

2、颗粒的结构原级颗粒聚集体颗粒（硬团聚颗粒）凝聚体颗粒（软团聚颗粒）絮凝体颗粒①原级颗粒：最先形成粉体物料的颗粒。

又称一次颗粒或基本颗粒。

它是构成粉体的最小单元。

它能真正反映出粉体的固有性能。

②聚集体颗粒（硬团聚颗粒）:由许多原级颗粒靠着某种化学力其表面相互连接而堆积起来。

例如：粉体在高温脱水。

聚集体颗粒的比表面积比构成它的原级颗粒的表面面积和要小。

聚合体颗粒各原级颗粒间彼此结合牢固，必须用粉碎的方法才能使其分开。

③凝聚体颗粒（软团聚颗粒）：棱角相连，结合力弱（范德华力，静电力）。

表面积变化不大。

如湿法合成干燥后的粉体。

凝聚体颗粒比较疏松，通过研磨或者高速搅拌可使之解体。

④絮凝体颗粒：粉体在液相介质中分散，由于颗粒间的各种物理力，使颗粒松散的聚合在一起所形成的粒子群，称絮凝体颗粒。

如受潮后的粉体结块，淀粉在水中变粘。

絮凝体颗粒很容易被微弱的剪切力解絮，也很容易在表面活性剂的作用下分散开来。

3、常用的“演算直径”有轴径、球当量径、圆当量径和统计径四类。

一、粉体1、基本概念1）粉体：指的是在常态下以较细的粉粒状态存在的物料。

2）一次颗粒：即单个颗粒，指内部没有孔隙的致密材料，可以是非晶、单晶或多晶。

3）二次颗粒：由单个颗粒以弱结合力构成，包含了一次颗粒与孔隙。

4）团聚体：粉体颗粒Z间由于存在着较弱的吸附力作用（范德华力、静电力等），颗粒Z间会发生聚集，颗粒越小聚集效果越明显，这一现象称为团聚。

5）粒径不同的表示方法：•单颗粒的粒径：三轴径、当量径、定向径•粉体的粒径>粒径分布：频率分布、累计分布>特征粒径：平均粒径、中位粒径2、球磨制粉1）球辭制粉的四个基本耍素：球轉筒、辭球、研騁物料、研轉介质。

2）球磨方式：滚筒式、振动式、搅动式。

3）提高球磨效率的两个基本准则。

（1）动能准则：提高磨球的动能。

（2 ）碰撞儿率准则: 提高磨球的有效碰撞几率。

3、机械球磨和气流球磨的区别与机械研磨法不同的是，气流研磨不需要磨球和介质。

研磨时，粉料随着高速气流的流动获得动能，通过粉末颗粒间的相互摩擦，撞击或颗粒与制粉装置间的撞击使粗大颗粒细化。

4、掌握液相合成法的沉淀法（直接沉淀、共沉淀、均匀沉淀）（1）沉淀法的原理在难溶盐的溶液中，当浓度大于它在该温度下的溶解度时，就出现沉淀。

溶质分子或离子互相碰撞聚结成晶核，然后溶质分子扩散到晶核表面使具长大成为晶粒。

（2）沉淀法的类型A.直接沉淀法：在盐溶液屮直接滴加沉淀剂，利用沉淀反应得到沉淀物，经过滤、洗涤、T 燥、锻烧获得所需粉体。

B.共沉淀法：两种或两种以上金属盐溶液的混合沉淀过程。

混合金属盐溶液T加入沉淀剂T组成均匀的混合沉淀T洗涤T干燥T懒烧T复合氧化物。

C.均匀沉淀法：沉淀剂不是从外部加入，而是在溶液内部缓慢均匀工成的，消除了直接沉淀法的不均匀性。

（3）影响因素：浓度、温度、pH值、沉淀剂加入方式、反应时间等。

二、成形1、基本概念1）造粒（制粒、团粒）：是将小颗粒粉末制成大颗粒或团粒的工序，目的是为了改善粉末的流动性，以使粉末能顺利地充填模腔。

第二章粉体粒度分析及测量1.粉体：由无数相对较小的颗粒状物质构成的一个集合体。

2.三轴径：以颗粒的长度，宽度和高度定义的粒度平均值称为三轴径。

3.投影径：Feret diameter (a) : 在特定方向与投影轮廓相切的两条平行线间距.Martin diameter (b): 在特定方向将投影面积等分的割线长.Krumbein diameter (c)：(定方向最大直径）最大割线长Heywood diameter (d)：(投影面积相当径): 与投影面积相等的圆的直径.4.形状指数：将表示颗粒外形的几何量的各种无因次组合称为形状指数, 它是对单一颗粒本身几何形状的指数化.（扁平度，伸长度，表面积，体积形状因数，球形度）5.形状系数：在表征粉末体性质,具体物理现象和单元过程等函数关系时,把颗粒形状的有关因素概括为一个修正系数加以考虑,该系数即为形状系数。

用来衡量实际颗粒与球形(立方体等)颗粒形状的差异程度,比较的基准是具有与表征颗粒群粒径相同的球的体积,表面积,比表面积与实际情况的差异。

6.颗粒粒度的测量：（1）沉降法：当光透过悬浮液的测量容器时，一部分光被放射或吸收，另一部分光到达光传感器，将光强转化为电信号。

透过光强与颗粒投影面积有关，颗粒在力场中沉降，可用托克斯定律计算其粒径大小，从而得到累积粒度分布。

重力场光透过沉降法：测量范围为0.1~1000微米，悬浮液密度差大时，颗粒沉降速度快。

中科院马兴华发明了图像沉降法。

将沉降过程可视化。

离心力场透过沉降法：该法适合测纳米级颗粒可测量0.007~30微米的颗粒，与重力场相结合，上限可提高到1000微米。

（2）激光法：常见的有激光衍射法和光子相干法，重复性好，测量速度快，但对几纳米的式样测量误差大，范围为0.5~1000微米。

7.颗粒形状的测量与表征：图像分析法和能谱法。

傅里叶级数表征法和分数维表征法第三章 粉体的填充与堆积特性1. 粉体的填充指标：（1）容积密度：在一定填充状态下，单位填充体积的粉体质量，也称表观密度（p B =填充粉体的质量/粉体填充体积）（2）填充率：在一定填充状态下，颗粒体积占粉体的比率（ =粉体填充体的颗粒体积/粉体填充体积εφ-==1V Vp ）（3）空隙率：空隙体积占粉体填充体积的比率V Vc V Vp V =-=ε2. 等径球体的规则填充：（1）两种约束方式（正方形，特征是90度角；等边三角形，特征是60度角）（2）三种稳定构成方式(a.下层球的正上面排列着上层球b.下层球和球的切点上排列着上层球c.下层球间隙的中心排列着上层球)3. 六种填充模型：（正方系）立方最密填充（最疏），正斜方体填充，面心立方体填充，（六方系）正斜方体填充，楔形四面体填充，六方最密填充（最密）。

1、粉体的基本概念与存在形式（粉体团聚的种类如软硬团聚的作用机理）、粉磨流程的形式（开路、闭路）与应用范围
颚式（如颚角的定义及对生产能力的影响）、反击式破碎机的结构（与锤式破碎机的区别）、破碎原理
RRB公式、坐标的定义和各系数的物理意义
各类粒径的定义、表达式（如单个颗粒的单一粒径的分类及表达式、形状指数的分类定义）
各种密度的定义，表达式（真实密度、体积密度、孔隙率中V D的意义）1．各种堆积方式的定义及形式（如等径球形颗粒的排列方式）
2．摩擦角的定义等
粉体力学中的莫尔圆及其坐标、破坏包络线的定义等、粉体储存计算相关公式物理意义（如詹森粉体压力式的物理意义、压力饱和现象）。

卸料过程中的整体流和漏斗流等定义
破碎机械的基本概念（如粉碎比的各种定义与表达式、各种破碎方式）；颚式破碎机的两种简图
粉碎功耗理论分类及基本内容、适应范围（如体积学说适用于粗中碎）；破碎与粉磨的产出粒度
球磨机的结构特征及选型参数、研磨体运动规律（如隔仓板作用、脱离角等基本概念、临界转速与理论适宜转速的经验公式（注意公式中D0的物理意义）、衬板的结构方式及适用范围（如阶梯衬板适用于粗磨仓）
气动输送的定义、原理、结构和关键部分
机械式粉体输送设备的构造和应用范围等（如螺旋或皮带式输送设备的结构适应范围12章）
各类收尘器的结构、特征（如袋式收尘器的透气层组成等收尘效率）与适用范围（如大于50um和1um用什么收尘器来收集）
混合过程的原理与分料的分类及定义
粉尘的定义和分类。

（1） 三轴径利用外接长方体的长、宽、高定义粒子尺寸称三轴径（2） 投影圆当量径以与颗粒轮廓性质相同的圆的直径表示粒度，与投影面积相等的圆的直径称为投影圆 当量径,表示为DH= （4a/n ） 12（3） 球当量径（表面枳球当量径、体积球当量径、比表面枳球当量径）•球当最径：无论从几何学还是物理学的⑩懐来看，环定最 容易处理的。

因此以球为基础，把颗粒着衣相当的于隶。

•与颗粒同体积的球的胃径称为等体积球当量径•dV=（6V/K ）V3 （1.1） •与颗粒等表面的球的真径称为等表面积球当量径• dS= （S/TT ） 1/2 （1.2） •圆当量径：以却颗粒投影轮廓性质柑同的圆的直径表示粒 厦。

与颗粒投影血积相聲的圆的頁径称为投影圜当量径 （刃、称 H eywood 径），见 Sl.2（d ）c• dH= （4a/TT ）1/2•与颗粒投影图形周长相等的圆的冇 •径称为等周长圆当量径dL=L/n （4） 粉体粒度分布的频率分布函数物理意义它表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量，即可理解为在粉体样品中，某一粒度人小 或某一粒度大小范围内的颗粒在样品中出现的百分含量（5） 粉体粒度分布的累枳（筛上或筛卞）分布函数物理意义将颗粒大小的频率分布按一定方式累计，便得到相应的累积分布。

累积筛下：按粒径从小到大进行累枳，一般用“一”表示，表示为小于某一粒径的颗粒 数或颗粒质量的百分数累积筛上：按粒径从人到小进行累积，一般用“ + ”表示，表示为大于某一粒径的颗粒 数或颗粒质量的百分数（6） 频率分布函数和累枳分布函数的关系累积分布函数又称为粒度分布积分函数 频率分布函数又称为粒度分布微分函数累积分布与频率分布之间的关系: 咖=/ 口迥尺（必=j 玖吩込（7）正态分布的频率分布函数表达式、曲线特点及其标准偏差粒径频率分布:才（巧）=一exp （—竽匸）（个数基准）• J2兀“（8）对数正态分布的频率分布函数表达式、曲线特点及其标准偏差（9）由颗粒群某物理特性的定义函数求颗粒群平均粒径（10）假设颗粒群粒度频率分布函数符合对数正态分布，求P15页表2-8中各种平均粒径具体表达式（类似作业，强调推导过程）（13）体积形状系数、表面积形状系数、比表面积形状系数的定义在表征粉末体性质，具体物理现象和单元过程等函数关系时，把颗粒形状的有关因素概括为一个修正系数加以考虑，该系数即为形状系数▼形状系数的表达：O —般表达式；若以Q表示颗粒平面或立体的參散・.qp为平均粒径.两者的关系为：, e为形状冢数=体积形状系数：以颗粒体积Vp代苦Q,y p= d/ 为体积形状系数。

一、名词解释1、粉体：由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群体。

2、颗粒：能单独存在并参与操作过程，还能反应物料某种基本构造与性质的最小单元。

3、颗粒形状系数：在表示颗粒群性质和具体物理现象、单元过程等函数时，把与颗粒形状有关的诸多因素概括为一个修正系数加以考虑，该修正系数即为形状系数。

（有体积形状指数、表面积形状指数、比表面积形状指数）4、颗粒形状指数：表示单一颗粒外形的几何量的各种无因次组合。

5、粒度分布：指将颗粒群用一定的粒度范围按大小顺序分为若干粒级，各级别粒子占颗粒群总量的百分数。

6、破坏包络线：对同一粉体层的所有极限摩尔圆可以做一条公切线，这条公切线成为破坏包络线。

7、填充率：粉体所占体积与粉体表观体积的比值。

8、球形度：与颗粒等体积的球和实际粉体的表面积之比。

9、孔隙率：粉体层中空隙所占有的比率。

10、配位数：某一个颗粒与周围空间接触的颗粒个数。

11、极限应力状态：在粉体层加压不大时，因粉体层的强度足以抵御外界压力，此时粉体层外观不起变化，当压力达到某一极性状态时，此时的应力称极限应力。

粉体层就会突然崩坏，这与金属脆性材料的断裂是一致的。

12、库仑粉体：分体的破坏包络线呈一条直线，称该粉体为库仑粉体。

13、粘附性粉体：破坏包络线不经过坐标原点的粉体称为粘附性粉体。

14、主动受压粉体：由于重力作用在崩塌前将其支撑住，在崩塌时临界状态称主动态，最小应力在水平方向。

15、被动受压粉体：粉体延水平方向压缩，当粉体呀倾斜向上压动时的临界状态称为被动状态，最大主应力在水平方向。

16、堆积：17、安息角/休止角：指物料堆积层的自由表面在静平衡状态下，与水平面形成的最大角度。

（安息角越小，粉体的流动性越好）18、均化：物料在外力作用下发生速度和方向的改变，使各组分颗粒得以均匀分布。

19、粉体流动函数：固结主应力与开放屈服强度存在着一定的函数关系。

20、静态拱：物料颗粒在出口处起拱，此时正好承受上面的压力这样流动停止，此时孔口处处于静止平衡状态。