粉体工程复习提纲
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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)。
粉体工程与设备思考题第一章概述1、什么是粉体?粉体是由无数相对较小的颗粒状物质构成的一个集合体.2、粉体颗粒的种类有哪些?它们有哪些不同点?分为原级颗粒、聚集体颗粒、凝聚体颗粒、絮凝体颗粒原级颗粒:第一次以固体存在的颗粒,又称一次颗粒或基本颗粒。
从宏观角度看,它是构成粉体的最小单元。
粉体物料的许多性能与原级颗粒的分散状态有关,它的单独存在的颗粒大小和形状有关。
能够真正的反应出粉体物料的固有特性.聚集体颗粒:由许多原级颗粒靠着某种化学力以及其表面相连而堆积起来的.又称为二级颗粒.聚集体颗粒的表面积小于构成它的原级颗粒的表面积的总和.主要再粉体物料的加工和制造中形成。
凝聚体颗粒:在聚集体颗粒之后形成,又称为三次颗粒。
它是原级颗粒或聚集体颗粒或者两者的混合物。
各颗粒之间以棱和角结合,所以其表面与各个组成颗粒的表面大体相等。
比聚集体颗粒大得多。
也是在物料的加工和制造处理过程中产生的。
原级颗粒或聚集体的粒径越小,单位表面的表面力越大,越易于凝聚。
絮凝体颗粒:在固液分散体系中,由于颗粒间的各种物理力,迫使颗粒松散地结合在一起,所形成的的粒子群。
很容易被微弱的剪切力所解絮。
在表面活性剂作用下自行分解。
颗粒结合的比较:絮凝体<凝聚体<聚集体<原级颗粒3、颗粒的团聚根据其作用机理可分为几种状态?分为三种状态:凝聚体(以面相接的原级粒子)、聚集体(以点、角相接的原级粒子团或小颗粒在大颗粒上的附着)、絮凝体4、在空气中颗粒团聚的主要原因是什么?什么作用力起主要作用?主要原因为颗粒间作用力和空气的湿度。
范德华力、静电力、液桥力。
在空气中颗粒团聚主要是液桥力造成的。
而在非常干燥的条件下则是由范德华力引起的。
空气相对湿度超过65%,主要以液桥力为主.第二章粉体粒度分析及测量1、单颗粒的粒径度量主要有哪几种?各自的物理意义什么?三轴径:颗粒的外接长方体的长l、宽b、高h的某种意义的平均值当量径:颗粒与球或投影圆有某种等量关系的球或投影圆的直径定向径:在显微镜下按一定方向测得的颗粒投影轮廓的长度称为定向径。
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。