《粉体工程》

粉碎固体物料在外力作用下克服其内聚力使之破碎的过程。

粉碎比物料粉碎前的平均粒径与粉碎后的平均粒径之比称为平均粉碎比。

粉碎级数串联粉碎机台数粉碎流程（1）开路流程从粉（磨）碎机中卸出的物料即为产品，不带检查筛分或选粉设备的粉碎流程。

简单、效率低、产品合格率低（2）闭路流程带检查筛分或选粉设备的粉碎流程。

效率高循环负荷率不合格粗粒作为循环物料重新回至粉碎机中再进行粉碎，粗颗粒回料质量与该级粉碎产品质量之比。

选粉效率检查筛分或选粉设备分选出的合格物料质量与进该设备的合格物料总质量之比。

强度:指对外力的抵抗能力，通常以材料破坏时单位面积所受的力来表示（N/m2）理论强度不含任何缺陷的完全均质材料的强度（相当于原子、离子或分子间的结合力）实际强度一般为理论强度的1/100～1/1000硬度材料抵抗其他物体刻划或压入其表面的能力，也可理解为在固体表面产生局部变形所需的能量易碎(磨)性一定粉碎条件下，将物料从一定粒度粉碎至某一指定粒度所需的比功耗。

----比功耗单位质量物料从一定粒度粉碎至某一指定粒度所需的能量。

脆性脆性材料受力破坏时直到断裂前只出现极小的弹性变形而不出现塑性变形，抗冲击能力较弱。

采用冲击粉碎方法可粉碎。

材料的韧性指在外力作用下，塑性变形过程中吸收能量的能力。

断裂材料的断裂和破坏实质上是在应力作用下达到其极限应变的结果。

脆性材料在应力达到其弹性极限时，材料即发生破坏，无塑性变形出现。

韧性材料在应力略高于弹性极限并达到屈服极限时，尽管应力不断增大，但此时材料并未破坏，自屈服点以后的变形为塑性变形。

粉碎方式(a)挤压粉碎(b)冲击粉碎(c)摩擦-剪切粉碎(d)劈裂-裁断粉碎挤压粉碎：粉碎设备的工作部件对物体施加挤压作用，物料在压力作用下发生粉碎（挤压磨及鄂氏破碎机）挤压-剪切粉碎：挤压和剪切两种粉碎方法相结合的方式（雷蒙磨，立式磨）。

冲击粉碎：包括高速运动的粉碎体对被粉碎物料的冲击和高速运动的物料向固定壁或靶的冲击。

粉体工程粉体工程是一门涉及粉末物料的制备、处理、传输、储存、包装、流动、混合等各个方面的工程领域。

它是一种独特而复杂的工艺，需要灵巧的工艺技能和深厚的理论知识。

粉体工程器件应用范围广泛，涵盖了医药、化工、食品、环保、能源等各个行业。

在本篇文章中我们将会从以下几个方面来详细探讨粉体工程的设备、原理、工艺等方面的知识。

一、粉体工程设备1、粉碎设备粉末的制备是粉体工程的首要任务，通过粉碎设备将原料破碎成粉末是最基本的粉末制备方法。

常用的粉碎设备有：颚式破碎机、圆锥式破碎机、滚筒式破碎机等。

这些破碎机可以将原材料破碎成均匀细小的颗粒，为后续的加工和处理提供了条件。

2、混合设备粉末混合是粉体工程中最常见的一种操作，混合器主要作用是将相同或不同种类的粉末物料混合在一起，形成一种新的物料。

根据混合粉末的要求，可以选择不同的混合设备。

如：普通型搅拌机、飞散混合机、双轴式强制混合机、高剪切混合机、流化床混合机等等。

3、流化床设备粉体工程中的流化床是一种广泛应用的设备，主要用于熔融制备、干燥、喷雾干燥、颗粒化等工艺。

流化床的工作原理是将气体或液体流经粉末床层，产生流化状态，使粉末均匀分布并形成充分的接触，从而加快化学反应和热传递。

流化床的设备形式多种多样，可以有圆形、方形、长条形等不同的类型，通常都包含燃烧室、气体分布装置和颗粒床层组成。

4、烘干设备在粉体工程中，烘干是一项重要工艺，目的是去除物料中的水分，使其满足后续加工的需要。

常见的烘干设备有：传统的批式烘干器、连续式烘干器、真空烘干器、气流式烘干器、喷雾烘干器等。

这些烘干设备在不同的工艺操作中都有着特定的用途和优缺点，需要根据不同的实际情况来选择。

二、粉体工程原理1、粉末物理学物理学原理是所有粉体工程操作的基础，它理解了物料的粒度、形状、密度等基本特性，并建立了与这些属性相关的工艺知识。

物理学原理中的一些基本概念，如密度、粒度分布和物料流动性等，对粉末的特性和操作有着深远的影响。

《粉体工程（校企）》课程教学大纲一、课程基本情况课程名称：粉体工程（校企）/ Powder Engineering（School-enterprise Cooperation）课程类别：专业必修课学分：2.5总学时：40理论学时：40实验/实践学时：0适用专业：无机非金属材料工程适用对象：本科先修课程：高等数学、大学物理、物理化学、工程图学、工程力学、材料工程基础等。

教学环境：多媒体教室授课、实习企业和实习基地现场教学二、课程简介1.课程任务与目的《粉体工程》是材料科学与工程专业的一门主干课程，是无机非金属材料工程本科专业的专业必修课程之一，主要研究颗粒和粉状物料的性质及加工、处理技术。

本课程以材料工业生产过程及研究工作中带有普通性及共同性的内容为主。

通过本课程的学习，使学生能够系统地掌握粉体加工技术工程的基本理论和基础知识，以及粉体制备与处理工艺及装备技术，了解和掌握有关粉体加工技术工艺原理及流程、粉体加工设备的原理、特性参数与性能等知识，为今后从事有关粉体工程技术工作打下基础。

通过本课程的学习引领和培养学生树立勇于创新、服务祖国的理想和学习动力。

2.对接培养的岗位能力通过本课程的学习，使学生了解粉体物料的加工技术与设备的基本理论知识和工程应用情况，培养学生具有应用课程理论知识研究、分析与解决工程实际问题的方法和能力，具有技术创新、工艺创新的初步能力，并引领和培养学生具有较强的质量、环境、安全和注重社会可持续发展理念，提高学生为实现中国制造2025发展目标而努力的责任感。

三、课程教学目标学习本课程后，应达到以下课程教学目标，支撑毕业要求3.1、6.2、8.3：教学目标1. 掌握粉体相关基本概念、粉体粒度、粉体堆积填充、粉体流变学、颗粒流体力学等粉体基本特性和粉体工程基础知识，支撑毕业要求3.1、6.2。

教学目标2. 掌握粉体加工处理过程设备的结构、过程原理、工艺参数、性能特点与系统流程等知识，支撑毕业要求3.1。

《粉体工程》课程笔记第一章颗粒物性1.1 颗粒粒径和颗粒分布颗粒粒径是指颗粒的线性尺寸，通常用直径表示。

颗粒的形状、大小和分布对其物理和化学性质有重要影响。

颗粒分布是指颗粒大小的分布情况，可以通过粒度分布曲线来表示。

粒度分布曲线通常以颗粒直径的对数为横坐标，以对应直径的颗粒体积或质量分数为纵坐标。

颗粒的粒径分布可以分为单峰分布和双峰分布。

单峰分布是指颗粒大小集中在某个范围内，而双峰分布则是指颗粒大小分布在两个不同的范围内。

颗粒的粒径分布对其堆积、流动性等物理性质有重要影响。

1.2 颗粒形状和表面现象颗粒形状是指颗粒的外形特征，可以分为规则形状和不规则形状。

规则形状的颗粒如球形、立方体等，而不规则形状的颗粒则呈现出各种复杂的几何形状。

颗粒的形状对其堆积、流动性等物理性质有重要影响。

表面现象是指颗粒表面的吸附、反应、润湿等性质。

颗粒的表面现象对其在流体中的沉降、分散等行为有重要影响。

例如，表面活性剂可以改变颗粒的润湿性，从而影响其在流体中的分散性。

1.3 颗粒间的作用力颗粒间的作用力主要包括范德华力、静电力、氢键等。

这些作用力对颗粒的团聚、分散、堆积等行为有重要影响。

范德华力是由于颗粒表面分子的瞬时偶极矩引起的吸引力，静电力是由于颗粒表面带电而产生的相互作用力，氢键则是一种特殊的相互作用力，常见于含有氢键供体和受体的颗粒之间。

颗粒间作用力的强度和性质决定了颗粒体系的稳定性。

当颗粒间作用力较弱时，颗粒容易发生分散；而当颗粒间作用力较强时，颗粒容易发生团聚。

1.4 颗粒的团聚与分散颗粒在空气中或其他介质中容易发生团聚现象。

颗粒的团聚会导致其堆积密度降低，流动性变差。

颗粒的分散是指颗粒在介质中均匀分布，颗粒的分散性对其在流体中的沉降、输送等行为有重要影响。

颗粒的团聚与分散可以通过调节介质性质、添加分散剂等方法来控制。

介质性质包括介质的pH值、离子强度等，这些参数可以影响颗粒表面的电荷和润湿性，从而影响颗粒的分散性。

《粉体工程》实验指导书实验—粒度分析实验一、实验目的学会筛分分析技术，掌握粒度分析曲线的绘制方法。

1、正确取出筛分分析试样；2、正确使用标准套筛；3、认真记录实验数据，并作有关计算；4、用算术坐标法与双对数坐标法绘制粒度分析曲线。

三、实验设备与用具1、标准套筛；2、振筛机；3、托盘天平；4、搪瓷盘；5、秒表。

四、实验步骤1、检查振筛机能否正常工作，将标准筛按规定次序叠好，并套上底盘。

2、称取一定量具有代表性的试样（粒度小于0.418mm ）。

3、将称量好的试样倒入最上层筛面上，并套好上盖。

4、将叠好的标准套筛放在振筛机上，筛分大约20分钟。

到达筛分时间后，将筛子从上而下依次取出，将最下层筛子在塑料布上继续用手筛数分钟，检查是否己到达筛分终点。

5、到达筛分终点后，将每一个粒级的物料称重，并记录在筛分分析表中。

6、检查各粒级物料重量之与是否与原物料重量相近，若相对误差超过2％，则应重做。

五、实验数据处理 1、筛分分析表2、在算术坐标纸上绘制“粒度——产率”、“粒度——正累积产率”曲线；在双对数坐标纸上绘制“粒度——负累积产率” 曲线。

3、确定Rosin 方程 中的参数b 与n ，并用粒度特性方程表征物料粒度。

实验二 筛分效率测定实验一、实验目的掌握筛分效率的测定与计算方法。

nbx e R -=1001、认真观察振动筛的构造，掌握其工作原理；2、测定并计算振动筛的筛分效率；3、分析生产率与筛分效率的关系，验证筛分动力学的应用公式： 三、实验设备与工具1、振动筛；2、检查筛；3、台称；4、料盆；5、秒表。

四、实验步骤1、观察振动筛的构造，检查振动筛是否能正常运转。

注意不要靠近振动筛的转动部件。

2、称取5kg 试样作振动筛的给料。

3、将称好的给料轻倒在振动筛筛面一半的位置，启动振动筛进行筛分；将筛上物料T 与筛下物料C 分别称重，其重量之与应与原物料重量相近，相对误差不超过2％；注意在启动振动筛的同时开始测定试样在筛面上的停留时间t 。

粉体工程一、粉末的性能与表征1.粒径：粉末体中，颗粒的大小用其在空间范围所占据的线性尺寸表示，称为粒径。

2.粒径的表示方法：①几何学粒径②投影粒径③筛分粒径④球当粒径。

3.粉体粒径的分布常表示成频率分布和累积分布：①粒径分布的表格、直方图、曲线可直观地反映粉体粒径的分布特征。

②数字函数表达式有：正态分布；对数正态分布；Rosin—Rammler分布；RRB方程能较好地反映工业上粉磨产品的粒径分布特征。

4.平均粒径：若将粒径不等的颗粒群想象成自由径为D的均一球形颗粒组成，那么其物理特性可表示为f（d）=f（D），D即表示平均粒径。

5.粉末的测量方法：显微镜法；激光衍射法；重力沉降光透法；筛分法。

平均粒径测量方法：比表面法。

6.粉末的性质：堆积性质；摩擦性质；压缩性质与成形性（压制性）。

安息角：又称休止角、堆积角，它是指粉体自然堆积时的自由表面在静止平衡状态下与水平面所成的最大的角度。

（用来衡量与评价粉体的流动性）。

在0.2mm以下，粒径越小而休止角越大，这是由于微细粒子间粘附性增大导致流动性降低的缘故。

粉体颗粒形状愈不规则安息角愈大，颗粒球形愈大粉体流动性愈好其安息角就愈小。

二、粉体表面与界面化学1.粉末颗粒的分散：①在气相中，主要受范德华力、静电力、液桥力，分散方法，机械分散、干燥分散、颗粒表面改性分散、静电分散、复合分散；②在液相中，主要受范德华作用力、双电层静电作用力、空间位阻作用力、熔剂化作用力、疏液作用力，分散调控有，介质调控、分散剂调控、机械调控和超声调控。

2.颗粒表面改性：粉末颗粒表面改性：用物理，化学，机械方法对颗粒表面进行处理，根据应用的需要有目的的改变颗粒表面的物理化学性质，如表面晶体结构和官能团，表面能、界面润湿性，电性，表面吸附性和反应特性等，以满足现代新材料，新工艺和新技术发展的需要。

3.改性方法：①表面化学改性：偶联剂表面改性、表面活性剂改性、高分子分散剂改性、接枝改性；②微胶囊包覆——化学法、物理法、物理化学法；③机械化学改性；④原位聚合改性——无皂乳液聚合包覆法、预处理乳液聚合法、微乳液聚合法。