超细粉体存在的技术问题
超细粉体加工中的几个技术问题
摘要:介绍了超细粉体的应用、制备设备、发展趋势，以及超细粉体在加工发面的几个技术问题。
关键词:超细粉体;制备; 应用；分散
1.超细粉体概述
1.1定义
对于超细粉体的粒度界限,目前尚无完全一致的说法。各国、各行业由于超细粉体的用途、制备方法和技术水平的差别,对超细粉体的粒度有不同的划分,例如日本将超细粉体的粒度定为0.1μｍ以下。最近国外有些学者将100μｍ～1μｍ的粒级划分为超细粉体,并根据所用设备不同,分为一级至三级超细粉体。对于矿物加工来说,我国学者通常将粒径小于10μｍ的粉体物料称为“超细粉体”。
1.2超细粉体的特性
目前,对超细粉体的特性还没有完全了解,已经比较清楚的特性可归纳为以下几点：(1)比表面积大。由于超细粉体的粒度较小,所以其比表面积相应增大,表面能也增加。比表
面积大,使其具有较好的分散性和吸附性能。
(2)活性好。随着粒度的变小,粒子的表面原子数成倍增加,使其具有较强的表面活性和催化
性,可起补强作用,具有良好的化学反应性。
(3)熔点低。许多研究表明,物质的粒径越小,其熔点就越低。
(4)磁性强。超细粉体的体积比强磁性物质的磁畴还小,这种粒子即使不磁化也是一个永久磁
体,具有较大的矫顽力，是制造高密度记录磁带的优良原料。
(5) 光吸收性和热导性好。超细粉体特别是超细金属粉体,当粒度小于100ｎｍ以后,大部分
呈黑色,且粒度越细色越黑,这是光完全被金属粉体吸收的缘故。
1.3超细粉体的制备方法
超细粉体的制备方法有很多,但从其制备的原理上分主要有两种:一种是化学合成法,一种是物理粉碎法。化学合成法是通过化学反应或物相转换,由离子、原子、分子经过晶核形成和晶体长大而制备得到粉体,由于生产工艺复杂、成本高、而产量却不高,所以化学合成法在制备超细粉体方面应用不广。物理粉碎法是通过机械力的作用,使物料粉碎。物理粉碎法相对于化学合成法,成本较低,工艺相对简单,产量大。因此,目前制备超细粉体材料的主要方法为物理粉碎法。常用的超细粉碎设备有气流粉碎机、机械冲击粉碎机、振动磨、搅拌磨、胶体磨以及球磨机等。
2超细粉体的应用
超细粉体不仅本身是一种功能材料,而且为新的功能材料的复合与开发展现了广阔的应用前景。超细粉体由于粒度细、分布窄、质量均匀,因而具有比表面积大、表面活性高、化学反应速度快、溶解速度快、烧结体强度大以及独特的电性、磁性、光学性等,因而广泛应用于许多技术领域。
2.1化工、轻工行业
超细粉体可用作填料填充ＰＰ和ＰＶＣ等塑料,降低原料成本,改善制品性能。将石墨加工成ＧＲＴ节能减磨添加剂,可改善机械润滑性,节约汽车燃油,减少大修次数;超细高岭土作纸张填料,能提高纸的白度,提高产品档次;另外还可将许多超细粉体制成高效催化剂,应用于石油工业的催化裂化。目前还结合低温、冷冻及脆化技术,将橡胶、塑料和合成树脂等有机高分子材料加工成有机物超细粉体。
2.1微电子工业
超细粉体在微电子行业中应用的典型代表有电子浆料(ＴｉＯ2、ＢaTiO3、Ｃｕ)、磁记录材料(γ--Ｆｅ2Ｏ3)及电子陶瓷粉料(BaTiO3)。另外还有传感器(ＳｎＯ2)和光、电波吸收材料及
红外辐射材料。
2.3医药、农药行业
将农药加工成超细粉体后,用量可降低20%以上,而农作物却增产20%左右,有的产品可取代进口;由于血液中的血球大于0.01μｍ,可制备<0.01μｍ的超微粒子,注入血管中进行有效的治疗或健康检查;将药物制成超细粉体(或微胶囊),不仅服用方便,而且可提高有效成分的利用率,降低药物消耗。
2.4材料工业
超细粉体在现代材料工业中的应用亦受到高度重视。为了加工需要和满足应用要求,现代工业材料对所用原料都有非常明确的要求。目前国外精细化工和新材料中以超细粉体作为基本原料的已占80%以上,瑞士达95%,粉末原料成本占产品成本的30%～60%。在某种程度上,超细粉体为这些国家在相关领域的研究处于世界领先水平奠定了良好的基础。
3.2超细粉体的团聚和分散问题
在超细粉体技术中超细粉体的分散无疑是最关键的技术。分级、粒度测量、混匀及储运等作业的进行，都在很大程度上取决于颗粒的分散程度。
3.2.1团聚产生的的原因
1．分子间作用力引起颗粒聚团
众所周知，分子之间总是存在着范德华氏引力，是短程力。但是，对于由极大量分子集合体构成的体系，多个分子间存在着相互作用，颗粒间分子作用力的有效间距可达50nm以上，属于长程力。超细粉体颗粒间的分子作用力是颗粒聚团的根本原因。
2．颗粒间静电作用力引起聚团
在干空气中大多数颗粒是自然荷电的。颗粒获得的最大电荷量受限于其周围介质的击穿强度，在干空气中约为1．7×10坩电子／crn2。荷电颗粒与其它物体接触时，颗粒表面电荷等量吸引对方的异号电荷，使物体表面出现剩余电荷，从而产生接触电位差。
3．颗粒在湿空气中的粘结
当空气相对湿度超过65％时，水蒸气开始在颗粒表面及颗粒间凝聚，颗粒间因形成液桥而大大增强了粘结力。液桥粘结力主要由因液桥曲面而产生的毛细压力及表面张力引起的附着力构成。
3.2颗粒分散途径
3.2.1 表面改性法
近年来，国内外不少研究者采用表面改性法进行超细粉体颗粒的分散研究，表面该性虽然可以改善超细粉体颗粒的抗团聚性能，但由于改性颗粒表面推动了本来性质，给它的应用带来很大影响，有时甚至会产生极大的负面作用。已经研究出了用有机溶剂收集保存纳米粒子的方法，这种方法能使纳米粒子在溶剂中的团聚大幅度降低，但不能解决在空气中的团聚问题。
3.2.2机械分散法
机械分散是指用机械力把颗粒聚团打碎，这是目前应用最广泛的分散方法。机械分散的必要条件是机械力(指流体的剪切力及压应力)应大于颗粒间的粘着力。通常机械力是由高速旋转的叶轮或高速气流的喷嘴及冲击作用引起的气流强湍流运动而形成的。这一方法主要是通过改进分散设备来提高分散效率。机械分散较易实现，但由于它是一种强制性分散方法，相互粘结的颗粒尽管可以在分散中被打散，可是颗粒间的作用力没有改变，排出分散器后会迅速重新聚团。机械分散的另一个问题是脆性物料有可能被粉碎，机械设备磨损后分散效果下降等。
3.2.3干燥分散法
在潮湿的空气中，颗粒间形成的液桥作用是颗粒聚团的主要原因，因此杜绝液桥产生或消除已形成的液桥作用是保证颗粒分散的主要手段。在几乎所有的有关生产过程都采用加温干燥
预处理，以去除物料的水分，保证颗粒的松散。干燥处理是一种简单易行的方法。目前，国内矿产品的干燥设备主要用回转窑、干燥坑、圆筒干燥机、电干燥箱、远红外干燥机等。这些设备都能干燥物料，但设备占地面积大、基建投资大、自动化程度低；操作环境恶劣；设备运转能耗大，热利用率低；产品损失较大。
3.2.4静电分散法
静电分散是指根据生产技术的需要给粉体颗粒同极性的电荷，利用荷电粒子间的库仑斥力，实现颗粒间完全、均匀的分散。静电分散的关键是如何使颗粒充分荷电。目前使颗粒荷电的方法主要有接触带电、感应带电、电晕荷电等方法，利用电子束辐照也可使颗粒带电。4．超细粉体的发展趋势
现代高技术和新材料产业的迅速发展，要求超细粉体加工技术也要与时俱进，不断发展。目前，超细粉体分级技术面临的挑战是：
1.、超细粉体在能源、环境、医疗、卫生及人民生活的各个方面的应用将越来越广泛。因此今后应当着重发展具有高活性、高选择性、表面性能不同的超细粉体新材料。
2、目前我国超细粉体材料制造业发展较快,但设备品种不多,而且,许多品种都是仿造派生的,自主研发不够,所以要加大新理论的研究、新工艺的开发和新设备的研制工作。
3、开发多功能超细粉碎和表面改性设备,在进行超细粉碎的同时进行表面改性。
4、注重研究超细粉体在各种介质中的分散技术及相应设备，研究超微细粉体的团聚机理、探索消除团聚的有效途径。
5、改进现有设备、研制新设备；加强专用设备的研究，发展高效低耗、高精细和大处理量的分级技术和设备。
6、提高产品的稳定性和可靠性，注重粉碎与分级的有机结合。
5．总结
超细粉体后由于粒度细、分布窄、质量均匀,因而具有比表面积大、表面活性高、化学反应速度快、溶解速度快、烧结体强度大以及独特的电性、磁性、光学性等,因而广泛应用于电子信息、医药、农药、军事、化工、轻工、环保、模具等领域，是21 世纪重要的基础材料。
粒度测试原理
分析了Cilas940L激光粒度仪的测试结果,并与沉降法、筛析法进行了比较.激光粒度仪测试结果的重复性较好,测量精度较高.对于玻璃珠样品,激光粒度仪和筛析法测试结果十分接近,对于天然沉积物,激光粒度仪测定的平均粒径偏粗,分选偏差.和沉降法相比,激光粒度仪测定的粘土组份(＜8φ)的含量为沉降法的46.7%～70.5%,平均为60%,测定的平均粒径较沉降法偏粗,分选偏差.造成激光粒度仪与沉降法、筛析法之间差异的原因主要在于这些测试方法原理的不同和天然沉积物不规则的形状. 激光衍射法与比重计沉降法所测粒度参数的对比研究——以海滩泥沙为例 陈仕涛1，王建1，朱正坤2，娄英杰2 (1.南京师范大学地理科学学院，江苏南京210097； 2.江苏省交通规划设计院，江苏南京 210005) 摘要：用比重计沉降法和激光衍射法这两种方法，在相同条件下，对65个海滩泥沙样品分别进行了粒度分析。结果表明，激光衍射法的测试结果相对偏粗，二者的差异主要反映在＞9Φ中和＜4Φ这两个粒级范围内，上述差异对平均粒径、中值粒径、标准偏差、尖度、偏度等5个常用粒度参数的影响程度是不同的，经过线性相关性分析发现，二者的平均粒径和中值粒径的相关系数R较高，分别为0.9864，0.9763，F显著性检验和分析表明，其回归方程是有意义的，可作为换算公式使用，从而求得二者数据对比与换算途径。 关键词：激光粒度仪；比重计；粒度分析；相关性 1 引言 粒度分析，也叫颗粒分析，在许多领域有着广泛的应用。粒度测量的方法很多，比如传统的沉降法和随着激光技术的发展而产生的激光衍射法。沉降法之一的比重计法由于使用的仪器简单，在细颗粒样品的测量中曾广泛应用。激光衍射粒度分析法由于测量范围宽、所需样品量少、快速方便、重复性好等优点，使得用户越来越多，进而有取代其它粒度方法的趋势［1］，不同的测试方法由于受原理中某些假设和仪器本身的限制，测量的数据往往各不相同［2］，这就必然会导致相关数据及成果在对比与共享方面存在着客观上的困难。因此，定量分析这两
超细磨粉机是超细粉体生产的主要设备
超细磨粉机是超细粉体生产的主要设备 超细粉体技术是20世纪70年代中期发展起来的新兴学科，超细粉体几乎应用于国民经济的所有行业。它是改造和促进油漆涂料、信息纪录介质、精细陶瓷、电子技术、新材料和生物技术等新兴产业发展的基础，是现代高新技术的起点。在造纸行业中，造纸施胶普遍要添加10%&mdash；20%的超细粉；在高档铜板纸中，高岭土(或碳酸钙)超细粉的添加量高达40%。又如塑料制品，改性超细粉的添加量，根据产品要求的不同可高达30%&mdash；50%。在一些PVC产品的添加量已高达70%。超细粉在塑料、橡胶、电子、电缆、油漆、涂料、磨料、药品、化妆品、陶瓷、建材、食品加工和家用电器方面用量极大，如美国的面粉生产就规定了一定的滑石粉添加量。6000目以上的超细粉添加到塑料制品里(如电视机壳)，不仅可以改善制品外观尺寸、光洁度、颜色、手感等物理指标，还可改善制品的强度、弹性、悠韧性和抗老化能力。超细粉体需要优质的磨粉机做生产设备，三环中速超细磨粉机，主要适用于对中、低硬度，莫氏硬度&le；6级的非易燃易爆的脆性物料的超细粉加工；与一般磨粉机相比，三环中速超细磨粉机的优势还在于：1.高效、节能、环保、清洁，集四大优势于一体在成品细度及电动机功率相同的情况下，比气流磨、搅拌磨、球磨机的产量高一倍以上；采用脉冲除尘器捕捉粉尘，采用消声器降低噪声，具有环保、清洁的特点。2.易损件使用寿命可达2-5年磨辊、磨环采用特殊材料锻制而成，从而使利用程度大大提高。在物料及成品细度相同的情况下，比冲击式破碎机与涡轮粉碎机的磨损件使用寿命长2-5倍，一般可达一年以上，加工碳酸钙、方解石时，使用寿命可达2-5年。3.产品细度高，安全可靠性高三环中速超细磨粉机产品细度一次性可达到D97&le；5&mu；m；因磨腔内无滚动轴承、无螺钉，所以不存在轴承及其密封件易损的问题，不存在螺钉易松动而毁坏机器的问题。工欲善其事，必先利其器。良好的超细粉体出自优质的超细磨粉机，素有&ldquo；微粉专家&rdquo；之称的上海机器有限公司生产的三环中速超细磨粉机，是用于超细粉体生产的首选设备。 不可否认当前我国超细磨粉机行业发展取得了不小的成绩，从长远来看我国超细磨粉机发展还要经历长期的过程，才能达到国际领先水平。就目前来说，我国内超细磨粉机生产行业还面临着核心技术、环保节能、人民币升值和成本上涨等种种难题。1、核心技术难题。核心技术决定了超细磨粉机
粉体测试技术及仪器
第六章粉体测试技术及仪器 内容: 6.1粉体浓度测试方法; 6.2粉体粒度测试技术及其应用; 6.3比表面积测量 6.1粉体浓度测试方法 粉体浓度通常是指在流体流动过程中一定的容积下粉体的质量。气体含尘量的基本测量就是在悬浮气流中取得颗粒物试样进行称量。“等速取样”就是满足在等速条件下气流没有扰动而且所有颗粒并且只有这些颗粒进入取样嘴的准则。 取样点应选在节流部位的下游6倍直径以上的地方或上游3倍直径以上的地方。取样点应选择在沉降室、收尘器以及可能沉集大颗粒的长水平管道的出口端，否则应测定这些收尘装置中收到的粉尘并从测定值中扣除。 一、等速取样
二、滤纸光散射法 通过抽滤烟气中飘尘，测量清洁滤纸变脏或变黑引起的透光度改变，求得粉体浓度。 三、粉体浓度测量的其他方法 1.电容探头浓度测量技术 2.光纤探头浓度测量技术 3.光透射法浓度测量 6.2粉体粒度测试技术及其应用
1.显微镜法（microscopic method） 是将粒子放在显微镜下，根据投影像测得粒径的方法，主要测定几何粒径。光学显微镜可以测定微米级的粒径，电子显微镜可以测定纳米级的粒径。测定时应避免粒子间的重叠，以免产生测定的误差。主要测定以个数、面积为基准的粒度分布。 2.库尔特计数法（coulter counter method） 将粒子群混悬于电解质溶液中，隔壁上设有一个细孔，孔两侧各有电极，电极间有一定电压，当粒子通过细孔时，粒子容积排除孔内电解质而电阻发生改变。利用电阻与粒子的体积成正比的关系将电信号换算成粒径，以测定粒径与其分布。 测得的是等体积球当量径，粒径分布以个数或体积为基准。混悬剂、乳剂、脂质体、粉末药物等可以用本法测定。 3.沉降法（sedimentation method） 是液相中混悬的粒子在重力场中恒速沉降时，根据Stocks方程求出粒径的方法。 Stocks方程适用于100μm以下的粒径的测定，常用Andreasen吸管法。测得的粒径分布是以重量为基准的。 Stocks径的测定方法还有离心法、比浊法、沉淀天平法、光扫描快速粒度测定法等。 4.比表面积法（specific surface area method）
超细粉体的应用及制备
应用与开发 超细粉体的应用及制备 刘宏英,李春俊,白华萍,李凤生 (南京理工大学超细粉体与表面科学技术研究所,江苏南京210094) 摘要:介绍了超细粉体在国民经济各领域的应用,研究了各种超细粉体的制备技术、分级技术及设备的性能特点,分析了国内外相关技术,对超细粉体技术今后的发展和研究方向提出了建议。 关键词:超细粉碎;制备;分级 中图分类号:T B44 文献标识码:A 文章编号:1002-1116(2001)01-0030-03 超细粉体技术是指制备与使用超细粉体及其相关的技术。其研究内容包括超细粉体的制备技术,分级技术,分离技术,干燥技术,输送、混合与均化技术,表面改性技术,粒子复合技术,检测及应用技术等。南京理工大学超细粉体与表面科学技术研究所在国内率先开展了易燃易爆材料、纤维材料、塑性材料和刚柔混合材料等特殊材料的超细粉碎、混合、乳化、分级与表面改性技术研究。经过多年的研究和实际应用,取得了一些成功的经验。目前该技术与设备已广泛用于军民各个领域,为国防现代化和国民经济的发展作出了一定的贡献。由于超细粉体技术是一门综合性很强的技术,涉及知识面很广,本文就超细粉体的应用、超细粉碎技术、分级技术作简要综述。 1 超细粉体应用的研究进展 超细粉体不仅本身是一种功能材料,而且为新的功能材料的复合与开展展现了广阔的应用前景[1]。超细粉体由于粒度细、分布窄、质量均匀,因而具有比表面积大、表面活性高、化学反应速度快、溶解速度快、烧结体强度大以及独特的电性、磁性、光学性等,因而广泛应用于许多高新技术领域。 1.1 在材料领域的应用 超细粉体在材料领域应用广泛。如磁性材料、隐身隐形材料、高耐磨及超塑材料、新型冶金材料及建筑材料。利用超细陶瓷粉可制成超硬塑性抗冲击材料,可用其制造坦克和装甲车复合板,这种复合板较普通坦克钢板重量轻30%～50%,而抗冲击强度较之提高1～3倍,是一种极好的新型复合材料[2]。将固体氧化剂、炸药及催化剂超细化后,制成的推进剂的燃烧速度较普通推进剂的燃烧速度可提高1～10倍[3],这对制造高性能火箭及导弹十分有利。1.2 在化工领域的应用 将催化剂超细化后可使石油的裂解速度提高1～5倍,赤磷超细化后不仅可制成高性能燃烧剂,而且与其它有机物反映可生成新的阻燃材料。油漆、涂料、染料中固体成分超细化后可制成高性能高附着力的新型产品。在造纸、塑料及橡胶产品中,其固体填料如:重质碳酸钙、氧化钛、氧化硅等超细化后可生产出高性能的铜板纸、塑料及橡胶产品。 1.3 在生物医药领域的应用 医药经超细化后,外用或内服时可提高吸收率、疗效及利用率,适当条件下可改变剂型,如微米、亚微米及纳米药粉可制成针剂使用[4]。在医疗诊断方面可将超细粉经适当处理后注入或服入人体内进行各种病理诊断。 南京理工大学超细粉体与表面科学技术研究所已成功地为上海XX医药公司、常州XX公司及浙江XX公司等单位生产了大量超细硫糖铝及超细阿基诺维奇等药,产品性能提高,达到国际标准,因而大 第29卷第1期2001年2月 江苏化工 Jiangsu Chem ical Industry V ol.29N o.1 Feb.2001 收稿日期:2000-10-18 作者简介:刘宏英(1954年出生),女,江苏南京人,高级工程师,1980年毕业于华东工学院机械制造专业,长期从事超细粉体物料的制备、粉碎、分级等技术研究,已发表论文数篇。
超细粉体表征
超微粉体的表征 超微粉体表征主要包括以下几个方面：超微粉体的粒度分析（粒径、粒度分布），超微粉体的化学成分，形貌/结构分析（形状、表面、晶体结构等）等。 超微粉体的测试技术有以下几种： （1）定性分析。对粉体组成的定性分析，包括材料是由哪些元素组成、每种元素含量。（2）颗粒分析。对粉体颗粒的分析包括颗粒形状、粒度、粒分布、颗粒结晶结构等 （3）结构分析。对粉体结构分析包括晶态结构、物相组成、组分之间的界面、物相形态等。（4）性能分析。物理性能分析包括纳米材料电、磁、声、光和其他新性能的分析，化学性能分析包括化学反应性、反应能力、在气体和其他介质中的化学性质等。 3.1粒度的测试方法及仪器 粉体颗粒大小称粒度。由于颗粒形状通常很复杂难以用一个尺度来表示，所以常用等效度的概念不同原理的粒度仪器依据不同颗粒的特性做等效对比。 目前粒度分析主要有几种典型的方法分别为：电镜统计观测法、高速离心沉降法、激光粒度分析法和电超声粒度分析法。常用于测量纳米颗粒的方法有以下几种。 3.1.1电镜观察 一次颗粒的粒度分析主要采用电镜观测法，可以采用扫描电镜（SEM)和透射电镜(TEM)两种方式进行观测。可以直接观测颗粒的大小和形状，但又可能有统计误差。由于电镜法是对样品局部区域的观测，所以在进行粒度分布分析时需要多幅照片的观测，通过软件分析得到统计的粒度分布。电镜法得到的一次粒度分布结构一般很难代表实际样品颗粒的分布状态，对一些强电子束轰击下不稳定甚至分解的超微粉体样品很难得到准确的结构，因此，电镜法一次颗粒检测结果通常作为其他分析方法的对比。 3.1.2激光粒度分析 目前，在颗粒粒度测量仪器中，激光衍射式粒度测量仪得到广泛应用。其特点是测量精度高、测量速度快、重复性好、可测粒径范围广、可进行非接触测量等，可用于测量超微粉体的粒径等。还可以结合BET法测定超微粉体的比表面积和团聚颗粒的尺寸及团聚度等，并进行对比、分析。 激光粒度分析原理：激光是一种电磁波，它可以绕过障碍物，并形成新的光场分布，称为衍射现象。例如，平行激光束照在直径为D的球形颗粒上，在颗粒后得到一个圆斑，称为Airy斑，Airy斑直径d＝2.44λf/D ，λ为激光波长，f为透镜焦距。由此公式计算颗粒大小D 。 3.1.3沉降法 沉降法是通过颗粒在液体中沉降速度来测量粒度分布的方法。主要有重力沉降式和离心沉降式两种光透沉降粒度分析方式，适合纳米颗粒的分析主要是离心沉降式分析方法。 颗粒在分散介质中，会由于重力或离心力的作用发生沉降，其沉降速度与颗粒大小和质量有关，颗粒大的沉降速度快，颗粒小的沉降速度慢，在介质中形成一种分布。颗粒的沉降速度与颗粒粒径之间的关系服从Stokes定律，即在一定条件下颗粒在液体中的沉降速度与粒径的平方成正比，与液体的粘度成反比。沉降式粒度仪所测的粒径也是一种等效粒径，叫做Stokes直径。 3.1.4电超声粒度分析 电超声粒度分析是最新出现的粒度分析方法，，当声波在样品内部传导时，仪器能在一个宽范围超声波频率内分析声波的衰减值，通过测得的声波衰减谱计算出衰减值与粒度的关系。分析中需要粒子和液体的密度、液体的粘度、粒子的质量分数的参数，对乳液
粉体加工技术
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。 体现形式――大部分矿种已不限于一两个工业部门的少数用途，老矿种的新特 性新功能不断被发现并得到利用(如高岭土)。 （2）新开发的新矿种不断出现，且许多新矿种在应用方面表现出独特性能。 （3）由直接利用非金属矿原料或粗加工产品（选矿精矿及粉料产品）向深加工及制成品方向扩展。
金属超细粉体制备的研究进展
金属超细粉体制备的研究进展 摘要：简要介绍了超细粉体的制备方法，并介绍了电爆炸法和电弧等离子法制备AI、Mg 粉体的工艺技术及其研究进展。这2种方法具有产品颗粒直径分布窄、粒度大小易于控制和调节、产品纯度高、便于收集、无污染等优点，且易于工业化。它们是目前生产金属细颗粒较环保和成本较低的方法。 关键词：水反应金属燃料；Al；M g；粉体；电爆炸法；电弧等离子法 1. 引言 俄罗斯“暴风雪”超高速鱼雷利用“超空泡”(supercavitation)原理突破了水下航行体的速度限制．达到了200节航速【1】。。其所用动力推进系统为水冲压发动机，该发动机使用的燃料是“水反应金属燃料”，该鱼雷具体使用的是“Mg基水反应金属燃料”【2】。“暴风雪”鱼雷的出现引起了美、德、日等国对水冲压发动机和水反应金属燃料的极大关注，并展开大规模的研究。水反应金属燃料的优点是不仅能量特性高，而且具有充分利用雷外海水作为能源的特点，能够显著提高燃料单位体积的能量密度，使鱼雷超高速、远航程航行成为可能【3】。 目前研究所采用的水反应金属燃料的主要原料有：活性金属如Al、Mg、B、Ti、Li、Na、K、zr、w等，金属氢化物如AlH 3、M gH 2、B 2H。、ZrH：及LiAIH。及一些活性较高的金属氧化物和金属碳化物等。考虑到成本、毒性、能量密度等各方面的问题，Mg和Al 是最佳选择14】。与Mg基金属水反应燃料相比，A1的成本更低，来源更广，稳定性更好，最主要的是Al基燃料的比冲要大于Mg基燃料的比冲【5】。 对于金属燃料能否用于水冲压发动机的要求，除了看其能量密度能否满足要求外，还要看其粒度、纯度能否满足点火要求等；而决定其点火温度的主要因素是金属粒子粒度的大小。若想降低或选择合适的金属粒子的点火温度，就必须制备出超细颗粒(包括微米级、亚微米级和纳米级粒子)的金属粒子。 超细粒子的制备方法 对于超细粒子的制备已经报道了许多方法，从这些报道来看，超细粉体的制备方法可根据反应体系的不同而分为气相法、液相法和固相法【6】。 气相法一般是指用气体原料或将原料蒸发成气体，然后通过化学反应或物理作用再生成超细颗粒的方法。这类方法中包括气相化学反应、激光合成法、电爆炸法、惰性气体冷凝法和电弧等离子体法。 气相法制备金属超细粒子的特点是产品纯度高、分散性良好、粒子粒径分布窄、粒径小。此外，通过控制气氛可以制备液相法难以制备的金属、碳化物、氮化物、硼化物等非氧化物超细粉体【7】o 液相法(也称溶液反应法)是当前实验室和工业上广泛采用的合成高纯超细粉体的方法。其主要优点是能精确控制化学组成，易于添加微量有效成分，超细粒子形状和尺寸也较容易
粉体技术思考及作业题
一超细粉碎工程基础部分 （一）思考与复习题 1 什么是粉体、超细粉体与超细粉体技术？ 2 超细粉体有什么主要性能？ 3 理解并简述超细粉体在现代产业中的应用。 4 断裂开始和裂纹扩展受哪两个条件的控制？ 5 粉碎设备的主要施力方式有哪几种？ 6 如何根据被粉碎物料性质选择合适的施力方式？ 7 粉碎物料时外力所做的功主要消耗在哪几个方面？ 8 物料的强度与粉碎能耗、物料硬度以及可磨性之间的关系。 9 粉碎过程的机械化学变化主要包括哪些内容？ 10 按照助磨剂添加时的物质状态分为几种？ 11 选择助磨剂的原则是什么？ 12 影响助磨剂作用效果的因素主要有哪些？ 13 什么是堆积密度、松动堆积密度和紧密堆积密度？ 14 什么是粉体堆积的空隙率？影响粉体堆积密度和堆积空隙率的因素有哪些？ 15 粉体的安息角、内摩擦系数和内摩擦角、粉体流动和临界流动的充要条件是什么？（二）其它需要记住和掌握的内容 1 十种典型矿物的莫氏硬度 2 表1-6中不同强度和硬度岩石或矿物名称 3 表1-7中不同性质物料施力种类的选择 4 重力和离心力分级原理及公式 5 牛顿分级效率与细粉提取率计算公式 6 常用的几种平均粒径计算公式 7 颗粒群平均粒度和其它表征计算公式 8 粒度度分布直方（矩形）图绘制方法 9 粒度连续频率分布和累积特性曲线绘制方法 10 在粒度分布图上求峰值粒径和中位径
（三）作业题 1 某分级机小时处理量Q=4t，分级粒度为10μm，原料中-10μm含量q=60%。分级后得细产品产量F=2.38t，其中-10μm含量f=95% ； 求：1）该分级机牛顿分级效率 2）该分级机细产品提取率 2 某粒群粒度分布测试数据表中已知测试数据，完成如下内容： 1）完成数据表中计算内容 2）分别画出该粒群粒度分布矩形图、微分分布曲线图、正负累积分布曲线图，在粒度分布图上标出峰值粒径和中值粒径 3）设颗粒是边长为d的立方体，试求颗粒群体总长度、总表面积、总体积、总质量、比表面积和平均比表面积（ρ=2700kg/m3） 4）分别求出以颗粒长度基准和质量基准的颗粒体平均粒径
粉体流动性测试方法
粉体的流动性 2012-01-16 12:01:04 粉体的流动性与粒子的形状、大小、表面状态、密度、空隙率等有关 粉体的流动性（flowability）与粒子的形状、大小、表面状态、密度、空隙率等有关，加上颗粒之间的内摩擦力和粘附力等的复杂关系，粉体的流动性无法用单一的物性值来表达。然而粉体的流动性对颗粒剂、胶囊剂、片剂等制剂的重量差异影响较大，是保证产品质量的重要环节。粉体的流动形式很多，如重力流动、振动流动、压缩流动、流态化流动等，相对应的流动性的评价方法也有所不同，当定量地测量粉体的流动性时最好采用与处理过程相对应的方法，表12-7列出了流动形式与相应流动性的评价方法。 流动形式与其相对应的流动性评价方法 种类 现象或操作流动性的评价方法 重力流动 瓶或加料斗中的流出 旋转容器型混合器，充填 流出速度，壁面摩擦角 休止角，流出界限孔径 振动流动振动加料，振动筛 充填，流出 休止角，流出速度， 压缩度，表观密度 压缩流动压缩成形（压片）压缩度，壁面摩擦角内部摩擦角 流态化流动流化层干燥，流化层造粒 颗粒或片剂的空气输送 休止角，最小流化速度 （一）流动性的评价与测定方法 1．休止角 休止角（angle of repose）是粉体堆积层的自由斜面与水平面形成的最大角。常用的测定方法有注入法，排出法，倾斜角法等，如图12-10所示。休止角不仅可以直接测定，而且可以测定粉体层的高度和圆盘半径后计算而得。即tanθ=高度/半径。 休止角是粒子在粉体堆体积层的自由斜面上滑动时所受重力和粒子间摩擦力达到平衡而处于静止状态下测得，是检验粉体流动性的好坏的最简便的方法。休止角越小，摩擦力越小，流动性越好，一般认为θ≤40°时可以满足生产流动性的需要。粘附性粉体 （sticky powder）或粒子径小于100～200μm以下粉体的粒子间相互作用力较大而流动性差，相应地所测休止角较大。值得注意的是，测量方法不同所得数据有所不同，重现性差，所以不能把它看作粉体的一个物理常数。 2．流出速度 流出速度（flow velocity）是将物料加入于漏斗中测定全部物料流出所需的时间来描述，测定装置如图12-11所示。如果粉体的流动性很差而不能流出时加入100μm的玻璃球助流，测定自由流动所需玻璃球的量（w%），以表示流动性。加入量越多流动性越差。 3．压缩度 压缩度（compressibility）将一定量的粉体轻轻装入量筒后测量最初松体积；采用轻敲法（tapping method）使粉体处于最紧状态，测量最终的体积；计算最松密度ρ0与最紧密度ρf；根据公式12-31计算压缩度c。
超细粉体洗涤
超细粉体洗涤 超细粉体（纳米粉体）洗涤纯化 1、超细粉体（纳米粉体）洗涤纯化 ?纳米氧化钛、氧化锌、氧化铝等氧化物的洗涤 ?纳米钛酸钡、碳酸钡等无机盐的洗涤 ?纳米抗菌材料的洗涤 ?纳米金刚石、银粉等的洗涤 ?纳米高岭土、蒙矿石等矿石的洗涤 ?纳米药粉的洗涤 ?纳米钛硅分子筛的洗涤 ?纳米催化剂的洗涤、浓缩 1.1 超细粉体陶瓷膜处理技术 在化工等领域，经常面临粉体颗粒悬浮液的固液分离过程。随着科技的进步，粒子的尺度逐渐趋于超细化，超细粒子的固液分离，特
别是固液非均相高效分离极为困难。由于微粒的布朗运动，传统的重 力沉降几乎无法使用。 以滤布为过滤介质的各类过滤技术，一方面由于过滤介质的制约，对超细颗粒过滤的截留性能差，产品流失严重，另一方面它是靠滤饼层颗粒的架桥作用来实现颗粒的截留，如果颗粒越小，形成的滤饼层就越致密，随着滤饼层的不断增厚，过滤阻力大，过滤速度越来越小，滤饼的洗涤也十分困难，洗涤效果差，操作劳动强度大。离心分离难以实现大型化，一般的工业离心机只能分离粒径在微米级的颗粒，而且离心洗涤操作复杂，劳动强度大，效率低。水力旋留器也是依靠离心力的作用，使固体颗粒进行分离，但是主要用于液相湿法分级，而且其分离的临界粒径一般在 10 微米以上。 近年来发展的无机陶瓷膜在液体分离领域应用日益广泛，它独特的错流过滤方式优异的物理、化学性能和机械强度，为超细粉体的生 产提供了新型的分离与洗涤技术。 无机陶瓷膜具有耐腐蚀，机械强度高，孔径分布窄等突出优点，并且清洗方便，膜通量高，使用寿命长。处理粉体洗涤和浓缩时具有操作稳定，通量较高，出水水质好，占地面积小。 1.2 陶瓷膜回收硫酸法生产钛白粉中废酸和废水中的钛白颗粒实 例： 钛白粉是重要的化工产品，可广泛地用于涂料、塑料、造纸、化纤、橡胶、搪瓷等行业。硫酸法钛白粉生产工艺中最大的问题在于
粉体粒度及其分布测定
粉体粒度及其分布测定 一．实验目的 1．掌握粉体粒度测试的原理及方法； 2．了解影响粉体粒度测试结果的主要因素，掌握测试样品制备的步骤和注意要点； 3．学会对粉体粒度测试结果数据处理及分析。 二．实验原理 图1：微纳激光粒度分析仪工作原理框图 粉体粒度及其分布是粉体的重要性能之一，对材料的制备工艺、结构、性能均产生重要的影响，凡采用粉体原料来制备材料者，必须对粉体粒度及其分布进行测定。粉体粒度的测试方法有许多种：筛分法、显微镜法、沉降法和激光法等。 激光粒度测试是利用颗粒对激光产生衍射和散射的现象来测量颗粒群的粒度分布的，其基本原理为：激光经过透镜组扩束成具有一定直径的平行光，照射到测量样品池中的颗粒悬浮液时，产生衍射，经傅氏（傅立叶）透镜的聚焦作用，在透镜的焦平面上形成一中心圆斑和围绕圆斑的一系列同心圆环，圆环的直径随衍射角的大小即随颗粒的直径而变化，粒径越小，衍射角越大，圆环直径亦大；在透镜的后焦平面位置设有一多元光电探测器，能将颗粒群衍射的光通量接收下来，光--电转换信号再经模数转换，送至计算机处理，根据夫朗和费衍射原理关于任意角度下衍射光强度与颗粒直径的公式，进行复杂的计算，并运用最小二乘法原理处理数据，最后得到颗粒群的粒度分布。 激光粒度测试法具有适应广、速度快、操作方便、重复性好的优点，测量范围为：0.1—几百微米。但当粒径与所用光的波长相当时，夫朗和费衍射理论的运用有较大误差，需应用米氏理论来修正。 三．仪器设备 济南微纳颗粒技术有限公司Winner2000Z智能型激光粒度分析仪、微型计算机、打印机。 四．实验步骤 4.1测试前的准备工作 1.开启激光粒度分析仪，预热10～15分钟。启动计算机，并运行相对应的软件。 2.清洗循环系统。首先，进入控制系统的人工模式，不选择自动进水点击排水， 把与被测样品相匹配的分散介质加入样品桶，待管路及样品窗中都充满介质后， 再点击排水，关闭排水。其次，按下冲洗，洗完后，自动排出。按以上步骤反
纳米粉体的制备方法及其研究进展
纳米粉体的制备方法及团聚简介 摘要：本文简要综述了制备纳米粉体的相关方法，物理方法有气体冷凝法、侧射法、高能机械球磨法等，化学方法有固相配位化学法、溶胶-凝胶法、沉淀法、化学气相沉积法等。并且简要的介绍了团聚的原因及如何防止纳米团聚 关键词：纳米粉体；制备方法；团聚 近年来，随着科学技术的发展，世界各地许多科学家都在积极开展新材料尤其是纳米材料的研究。纳米材料包括零维颗粒材料、一维纳米针、二维纳米膜材料以及三维纳米晶体材料。纳米颗粒一般在1～100nm之间，处于微观粒子和宏观物体之间的过渡区域。它具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特性。这些特性使其呈现出一系列奇异的物理、化学性质，目前在国防、电子、化工、轻工、核技术、航空航天、医学和生物工程等领域中具有重要的应用价值。为此，本文简要综述了纳米粉体的相关方法。 1 . 纳米粉体材料的制备方法 1.1 物理法 1.1.1 气体冷凝法[1] 气体冷凝法（IGC），其主要过程是在低压的氩、嗐等惰性气体中加热金属，使其蒸发，产生原子雾，经泠凝后形成纳米颗粒。纳米合金可通过同时蒸发数种金属物质得到；纳米氧化物可在蒸发过程中真空室内通以纯氧使之氧化得到。这种方法是制备清洁界面的纳米粉体的主要方法之一。 1.1.2 侧射法[1] 用两块金属板分别作阳极和阴极，阴极为蒸发用的材料，在两电极间充入氩气，在两电极之间施加适当电压，两电极间的辉光放电促使氩离子的形成，在电场作用下，氩离子冲击阴极材料，使靶材原子从其表面沉积下来。而且加大被溅射的阴阳表面可提高纳米微粒的获得量。该方法可有效控制多种高熔点和低熔点的纳米金属；能制备多组元的化合物纳米颗粒。 1.1.3 高能机械球磨法[1] 高能球磨法是近年来发展起来的一种制备纳米粉体材料的方法，该方法尤其是在制备合金粉末方面具有良好的工业应用前景。它是将欲合金化的元素粉末混合起来，在高能球磨机长时间运转，将回转机械能传递给金属粉末，依靠求魔过程中粉末的塑形变形产生复合，并发生扩散和固态反应而形成合金粉末。由于该过程引入大量的粉末颗粒应变、缺陷以及纳米量级的微结构，使合金过程的热力学和动力学不同于普通的固态反应过程，有可能制备出常规液态或气相难以合成的新型合金。此外，通过高能机械球磨中气氛的控制与外部磁场的引入，使这一技术得到了较大的发展。 1.2 化学法
粉体综合特性测试方法及其特点：
粉体综合特性测试方法及其特点： 1.Jenike剪切法： 分析和测试如下数据：莫尔应力圆、内摩擦角、主应力、剪切力、屈服轨迹、稳态流、流动函数、开放屈服强度（无侧限屈服强度）、内摩擦时间角、时效屈服轨迹、堆积密度、密度轨迹、壁摩擦角、附着力、壁剪切力、壁应力、壁轨迹、运动摩擦角、静态摩擦角、料仓设计的料斗 半顶角、卸料口径、流与不流判定、流动因子、初始抗剪强度（内聚力）等. 举例： 2. 卡尔Carr指数法：
1. 松装(自然堆积)密度bulk density 2. 振实密度 tap density 3. 安息角（休止角）Angel of repose 4. 质量流速mass flow velocity 5. 体积流速volume flow rate 6. 崩溃角 Angle of collapse 7. 平板角Flat Angle 8. 空隙率Voidage 9. 时间 time 10. 差角angle of difference 11. 分散性dispersibility 12.流动指数（卡尔指数和豪斯纳比）Flow index 13.压缩度 14.凝集度 15.均齐度 16.筛分粒度
3.旋转圆筒法， 转鼓法即将粉体颗粒填充转鼓中让其缓慢转动，测定固定转速下每旋转一圈颗粒发生坍塌的次数，次数越大，流动性越好；反之越小，流动性越差。此方法反映了颗粒流动的稳定性、临界转变及坍塌规模.和质量流率.满足欧洲药典要求. 转鼓中颗粒表面因流速不同从上到下可分为 3个区域：即稀疏流动区、致密流动区和蠕变区；剪切率的变化对颗粒流动特征和运动状态具有决定性影响；颗粒在转鼓中的运动有一个显著特点，即可以大致分为流动表层和静止底层两个区域，将颗粒物质从静止状态发展到流动、再由
粉体知识点整理
第一章绪论 1.粉体学的重要意义（对应“粉体及其技术的重要性”） 1)粉体是许多材料构成、组分或原料； 2)粉体技术是制备材料的基础技术之一； 3)超细粉体材料，尤其是纳米粉体材料在新型材料的开发研究中越来越重要； 4)粉体容易大批量生产处理，产品质量均匀，成本低，控制精确，成为许多人工合成材料必然选 择的合成方法。 2.颗粒的定义：是在一特定围具有特定形状的几何体。大小一般在毫米到纳米之间，颗粒不仅指固体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒。 3.粉体的定义：大量颗粒的集合体，即颗粒群，又称粉末（狭义的粉末是指粒度较小的部分）。 颗粒与粉体的关系：颗粒是粉体的组成单元，是粉体中的个体，是研究粉体的出发点。颗粒又总是以粉体这种集合体的形式出现，集合体产生了个体所所不具有的性质。 4.粉体学的特点：以粉体为研究对象，研究其性质及加工利用技术。 5.粉体技术包括：制备、加工、测试。制备有各种物理、化学、机械方法；加工作业有粉碎、分级、分散、混合、制粒、表面处理、流态化、干燥、成形、烧结、除尘、粉尘爆炸、输运、储存、包装等；测试对粉体各种几何、力学、物理、化学性能表征。 6.粉体的存在状态：通常所指的粉体是小尺寸的固体，但气体中的液滴、液体中的气泡也属于颗粒；固态的物质中又分为分散态和聚集态，多数粉体为分散态。 7.粉体的分类： 1)按照成因分类：天然粉体与人工粉体 2)按制备方法分类：机械粉碎法和化学法粉体 3)按分散状态分类：原级颗粒（一次颗粒）、聚集体颗粒（二次颗粒）、凝聚体颗粒（三次颗粒）、絮凝体颗粒 4)按颗粒大小（粒径）分类：粗粉体（>0.5mm）、中细粉体（0.074~0.5mm）、细粉体（10~74μm）、微粉体（0.1~10 μm ）、纳米粉体（<100nm）
(完整word版)粉体技术在药物制剂中如何提高制剂质量
粉体技术在药物制剂中如何提高制剂质量 多数固体制剂在制备过程中需要进行粒子加工以改善粉体性质，从而满足产 品质量和粉体操作的需求。粉体技术能为固体制剂的处方设计、生产过程以及质量控制等诸方面提供重要的理论依据和试验方法。因此，对粉体技术的了解对于制药工程技术人员具有重要的实际意义。本文从多角度阐述了粉体技术对固体 药物制剂的影响，并介绍了近年来两种粉体新技术的发展，内容翔实，有助于读者对粉体技术的进一步了解和在实际生产过程中好地应用。 ——编者按 粉体技术在药物制剂中的应用起步较晚，使制剂过程中的粉体操作带有一定的盲目性和经验化，随着现代科学的发展和GMP规范化的广泛实施，粉体的理论和处理方法不断地被引入固体物料的各种单元操作中，使固体药物制剂的研究、开发和生产从盲目性和经验模式走上量化控制的科学化、现代化轨道，引起了药学工作者的广泛兴趣和重视。 ■粉体性质与制剂质量关系密切 固体制剂的质量控制方面，重量差异、混合均匀度、片剂的强度等多与粉体操作有关，而崩解、溶出度和生物利用度则与药物处方中各种物料的粉体性质有关。 ★孔隙率增大促进崩解 固体制剂的最终命运是崩解、释药和被人体吸收，其中崩解是药物溶出及发挥疗效的首要条件，而崩解的前提则是药物制剂必须能被水溶液所润湿。因此水渗入片剂内部的速度与程度对崩解起到决定性作用，而又与片剂的孔隙径、孔 隙数目以及毛细管壁的润湿性等有关。片剂的孔隙率不但与物料性质有关，即易产生塑性变形的物质压片后孔隙率小难以崩解，弹性变形的物料压缩后孔隙率较大，易于崩解；还与压缩过程有关，在一定的压力范围内，压力越大，压缩时间越长，片剂的孔隙率越小，越难以崩解。物料的润湿性很差，将很难使水通过毛细管渗入到片剂内部，则片剂难以崩解。 常用于润滑剂的硬脂酸镁具有较强的疏水性，用量不当会严重影响片剂的崩解度，必要时可加入表面活性剂以改善片剂的润湿性，促进水的渗入而加快崩解速度和溶出度。如用阿拉伯胶作黏合剂，喷雾干燥，可提高水杨酸的溶出度；磺胺药物加泊洛沙姆可显著增加溶出度；脂溶性药物同乳糖混合，也可提高药物的溶出度。 ★降低粒径提高溶出度 药物的溶出度除与药物的溶解度有关外，还与物料的比表面积有关，一定温度下固体的溶解度和溶解速度与其比表面积成正比。而比表面积主要与药物粉末的粗细、粒子形态以及表面状态有关，对片剂和胶囊剂来说与崩解后的粒子状态有关。因此药物粒度大小可以直接影响药物溶解度、溶解速度，进而影响到临床疗效。例如，微粉化醋酸炔诺酮比未微粉化的溶出速率要快很多，在临床上微粉化的醋酸炔诺酮包衣片比未微粉化的包衣片活性几乎大5倍。 对难溶性药物或溶出速率很慢的药物来说，药物的溶出过程往往成为吸收的限速过程。药物的粒径降低时其比表面积增大，药物与介质的有效接触面积增加，
超细粉体存在的技术问题
超细粉体加工中的几个技术问题 摘要:介绍了超细粉体的应用、制备设备、发展趋势，以及超细粉体在加工发面的几个技术问题。 关键词:超细粉体;制备; 应用；分散 1.超细粉体概述 1.1定义 对于超细粉体的粒度界限,目前尚无完全一致的说法。各国、各行业由于超细粉体的用途、制备方法和技术水平的差别,对超细粉体的粒度有不同的划分,例如日本将超细粉体的粒度定为0.1μｍ以下。最近国外有些学者将100μｍ～1μｍ的粒级划分为超细粉体,并根据所用设备不同,分为一级至三级超细粉体。对于矿物加工来说,我国学者通常将粒径小于10μｍ的粉体物料称为“超细粉体”。 1.2超细粉体的特性 目前,对超细粉体的特性还没有完全了解,已经比较清楚的特性可归纳为以下几点：(1)比表面积大。由于超细粉体的粒度较小,所以其比表面积相应增大,表面能也增加。比表 面积大,使其具有较好的分散性和吸附性能。 (2)活性好。随着粒度的变小,粒子的表面原子数成倍增加,使其具有较强的表面活性和催化 性,可起补强作用,具有良好的化学反应性。 (3)熔点低。许多研究表明,物质的粒径越小,其熔点就越低。 (4)磁性强。超细粉体的体积比强磁性物质的磁畴还小,这种粒子即使不磁化也是一个永久磁 体,具有较大的矫顽力，是制造高密度记录磁带的优良原料。 (5) 光吸收性和热导性好。超细粉体特别是超细金属粉体,当粒度小于100ｎｍ以后,大部分 呈黑色,且粒度越细色越黑,这是光完全被金属粉体吸收的缘故。 1.3超细粉体的制备方法 超细粉体的制备方法有很多,但从其制备的原理上分主要有两种:一种是化学合成法,一种是物理粉碎法。化学合成法是通过化学反应或物相转换,由离子、原子、分子经过晶核形成和晶体长大而制备得到粉体,由于生产工艺复杂、成本高、而产量却不高,所以化学合成法在制备超细粉体方面应用不广。物理粉碎法是通过机械力的作用,使物料粉碎。物理粉碎法相对于化学合成法,成本较低,工艺相对简单,产量大。因此,目前制备超细粉体材料的主要方法为物理粉碎法。常用的超细粉碎设备有气流粉碎机、机械冲击粉碎机、振动磨、搅拌磨、胶体磨以及球磨机等。 2超细粉体的应用 超细粉体不仅本身是一种功能材料,而且为新的功能材料的复合与开发展现了广阔的应用前景。超细粉体由于粒度细、分布窄、质量均匀,因而具有比表面积大、表面活性高、化学反应速度快、溶解速度快、烧结体强度大以及独特的电性、磁性、光学性等,因而广泛应用于许多技术领域。 2.1化工、轻工行业 超细粉体可用作填料填充ＰＰ和ＰＶＣ等塑料,降低原料成本,改善制品性能。将石墨加工成ＧＲＴ节能减磨添加剂,可改善机械润滑性,节约汽车燃油,减少大修次数;超细高岭土作纸张填料,能提高纸的白度,提高产品档次;另外还可将许多超细粉体制成高效催化剂,应用于石油工业的催化裂化。目前还结合低温、冷冻及脆化技术,将橡胶、塑料和合成树脂等有机高分子材料加工成有机物超细粉体。 2.1微电子工业 超细粉体在微电子行业中应用的典型代表有电子浆料(ＴｉＯ2、ＢaTiO3、Ｃｕ)、磁记录材料(γ--Ｆｅ2Ｏ3)及电子陶瓷粉料(BaTiO3)。另外还有传感器(ＳｎＯ2)和光、电波吸收材料及
粉体细度检测方法汇总
粉体细度检测方法汇总以及不同方法检测细度的优势和好处 目前粉体加工中，超细粉体的需求量越来越大，超细粉体加工逐渐向纳米级发展，超细粉体的价格和普通的粉体价格有很大的差距，所以超细粉体行业将越来越供不应求超细粉体的加工生产中，粉体细度的检查就成为一项检测成品质量的关键，超细粉体中基本都是微米级的，更低的很难用物理方法检测，用到其他的方法，北京环亚天元机械技术有限公司专业厂家给大家介绍一下粉体细度检测方法汇总，供大家参考。 粉体检测方法有很多，有直接检测法，间接检测法。直接检测法即为筛分法和显微镜法，间接检测是经过公示计算颗粒直径大小，即为沉积法。不同检测方法使用原理不同，所得的参数也不同，同时粒度组成也有不同的表示方法。北京环亚天元机械技术有限公司首先给大家介绍一下粉体检测的各种方法的优势和对比供大家选择参考。将在以后逐一为大家介绍不同方法检测粉体细度的优势和好处。 分类测量方法基本原理测量 范围 （μm ） 特点 筛分法丝网筛 用一定大小的筛子，将被测试样分成 两部分，留在筛上面的粒径较粗的不 通过量（筛余量）和通过筛孔粒径较 细的通过量（筛过量）。 37~4 000 电铸筛 5~12 沉降法移液管法根据Stokes沉降原理，分散在沉降介 质中的样品颗粒，其沉降速度是颗粒 大小的函数，利用移液管测定出液体 浓度变化，可计算出颗粒大小和粒度 分布。 仪器便宜，方法简单，测定所需时间 长，分析计算工作量大。 比重计法利用比重计在一定位置所示悬浊液 比重随时间变化测定粒度分布 1~10 仪器便宜，方法简单，测定工作量大。浊度法利用光透法或X射线透过法测定液体 因浓度变化而引起的浊度变化，从而 测定样品的粒度和粒度分布。 0.1~ 100 自动测定，数据不需处理便可得到分 布曲线，可用于在线粒度分析。 天平法通过测定已沉积下来的颗粒累积重 量，测定样品的粒度和粒度分布。 0.1~ 150 自动测定和自动记录，仪器较贵，测 定小颗粒误差较大。 离心 沉降法 在离心力场中，颗粒沉降也服从 Stokes定律，利用圆盘离心机使颗 粒快速沉降并测出其浓度变化，从而 得出料度大小和分布。 0.01 ~30 BT30 00A （0.0 4~45 ） 测定速度快，可测亚微米级颗粒，应 用较广泛。结果受环境和人为影响较 大，重复性性较差。
超细粉体测试技术
超细粉体的表面特征及测试技术 钟家湘（北京理工大学） 一．超细粉体的表面科学与技术 由于固体材料与外界的相互作用是通过表面来实现的,因而材料表面的特征,无论从基础理论或技术应用的角度看,都是至关重要的.随着超细微粒与纳米材料的发展,表面的作用愈显突出,粉体材料表面科学与技术的进步极大地影响和推动着现代粉体工业的发展。 处于固体自由表面上的原子，其键合状态与体内不同，由于键的不饱和性，和近邻原子数的减少，表面的能量显著提高，这就是表面能或表面张力的来源。为了降低自由能，固体倾向于缩小表面积，因此许多粉体都呈球形，一些处于结构不稳定状态的纳米颗粒也是球形或近球形的形态；对于晶体而言，由于各向异性，不同晶面上的原子密度、配位数、键合角不同，颗粒经常成为多面体的形状，显露在外的晶面一般是表面能低的原子密排面，由于某些原因偏离密排面时，在表面上会出现台阶或扭折；对于非晶或无定形的固体颗粒一般呈多孔的复杂形状。值得注意的是，表面的结构缺陷大大的影响着表面的特性，例如，表面的催化活性大为提高，此外，表面吸附、表面偏析、表面腐蚀、表面电导、介电击穿、解理断裂等物理、化学、力学行为都将受到重要影响。近些年来，扫描隧道显微镜和原子力显微镜的成功应用，不但证实了一系列关于表面的物理模型，还直接观察到固体表面的一系列新的构象。低能电子显微术、高分辨电子显微术的不断完善，通过研究还发现了固体表面结构与内部结构的重要差别，一是表面弛豫，二是表面重构，前者有助于了解更多的表面现象，后者可以发现更多与表面相关的超结构。对于固体表面的微观结构的观察与研究已经深入到原子的尺度，可以期待未来还会有更多新的惊人的发现。 诚然，科学家对固体表面结构的深入探索十分引人注目，但最吸引人们的还是表面能够被利用的性能，换句话说，研究与挖掘表面状态与性能之间的关系，并加以工程应用。对于超微粉和纳米微粉来说，表面尤其重要，他涉及一系列的学科领域。例如，表面吸附科学，吸附是一种重要的界面现象，即界面（包括表面）上一种组分或多种组分的浓度与体相中不同的现象，对于粉体材料而言，他们总是被包围在其他的气体、液体或固体之中，吸附现象即是表面原子与周围物质的一种最重要的交互作用形式，吸附现象的本质、吸附规律、具有特殊吸附能力的材料、以及吸附现象与吸附材料的工业应用