球料比对高能球磨固态还原燃烧反应的影响

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高能球磨法综述.总结

高能球磨法研究进展高能球磨法研究进展摘要：复合材料的性能与应用和其合成所用的粉体密切相关，合成粉体的方式是提高材料特性的重要途径。

高能球磨法相比于传统方法，有着反应温度低、产量大和粉体粒径分布均匀等优点，使得其在合成粉体中有重要作用。

本文综述了高能球磨法（机械力化学法）在合成粉体方面的具体原理、影响因素和当前研究进展，并进一步展望这种方法在未来的发展前景。

关键字：高能球磨、机械力化学、粉体合成、纳米制备传统上，新物质的生成、晶型转化或晶格变形都是通过高温（热能) 或化学变化来实现的。

按照反应体系的状态，目前合成超细功能粉体的方法可分为固相法、液相法和气相法；若根据合成原理则可分为物理法和化学法。

这些方法在粉体合成方面得到了广泛的应用，但也发现存在着各自的不足。

例如，物理法可制得粒径易控的超细粒子，但所需设备昂贵；化学法成本低，条件简单，易于通过过程控制和调整粒子大小，但适用范围窄，流程长，收率低，无法工业化生产[1]。

高能球磨(high-energy ball milling)又被称为机械力化学(mechanochemistry)，是将物理法和化学法结合，其基本原理是晶体物质通过超细磨的过程中，机械力的作用可以启动其化学活性，使得通常需要在高温下进行反应能在较低的温度下进行。

因此，高能球磨法可以合成一般化学方法和加热方法所不能得到的具有特殊的超细粉体。

这种独特的性质让这种粉体制备方法制备出特殊的超细粉体，使复合材料的合成工艺水平大大提高。

因此，本文综述了高能球磨法的最新发展并展望了其在未来的发展趋势。

1. 高能球磨法的原理与特点高能球磨法是通过球磨机的转动或振动使硬球对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌，能明显降低反应活化能、细化晶粒、增强粉体活性、提高烧结能力、诱发低温化学反应,最终把金属或合金粉末粉碎为纳米级微粒的方法。

其主要原理分为以下几个步骤：(1)晶粒细化通过球磨过程以及反复碰撞和碾碎，使得放入的原始粉末逐渐变小直到纳米级别，随后粉末原子中表面产生一系列的键断裂，晶格产生缺陷，然后缺陷不断扩大化，在球磨罐中形成了一系列随时间增多的无序。

球磨机影响产品性能的因素

高能球磨法所需设备少，工艺简单，但影响最终产品的组成和性能的因素却很多。

(1)节能球磨机温度。

球磨温度升高，球磨形成纳米材料的有效应变减少、晶粒尺寸增大，显著影响粉末制成块体材料的力学性能。

而且无论球磨的最终产物是固溶体、金局间化合物、纳米晶，还是非晶相都涉及扩散问题，而扩散又受到研磨温度的影响，所以温度也是球磨的一个重要影响因素。

一般认为．球磨时粉末的温升不要超过350 K。

(2)球磨时间。

球磨时间的长短直接影响着产物组分和纯度，球磨时间对粒度的影响也较明显。

在开始阶段，随着时间的延长，粒度下降轻快．但球磨到一定时间以后，即使继续延长球磨时间，产品的粒度值下降幅度也不太大，不同的样品有不同的最佳球磨时间。

因此，在一定条件厂，随着球磨的进程，合金化程度会越来越高，颗粒尺寸会逐渐减小并最终形成一个稳定的平衔态，即颗粒的冷焊和破碎达到一动态平衡，此时颗粒尺寸不再发生变化。

但另一方面，球磨时间越长造成的污染也就越严重，影响产物的纯度。

(3)节能球磨机介质。

高能球磨中一般采用不锈钢球为球磨介质，为避免球磨机介质对样品的污染，在球磨一些易磨性较好的物料时．也可采用瓷球。

球磨介质要有适当的密度和尺寸，以便对球磨物料产生足够的冲击，这些对MA的最终产物都有直接的影响。

例如研磨T1—Al混合粉末时，若采用直径为15M的磨球，最终可得到T1—Al固溶体，而若采用直径为20—25Mm的磨球，在同样的条件下，即使研磨更长的时间，也得不到Ti—Al团溶体。

(4)球料比和装球容积比。

在球磨过程中，球料比是决定反应率的关键因素，因为它决定了碰撞时所捕获的粉末量和单位时间内有效碰撞的次数。

球料比影响粉末粒子的碰撞频率，球料比越高，合金化速率越快、越充分，通常情况下，球料比指的是球磨介质与球磨物料的质量比(通常研磨介质是球状的，所以称球料比)。

相同条件下，随着球料比增加，球磨能量升高，微粒粒度变细，但球料比过大，生产率会过分降低，这是不可取的。

高能球磨法制备超细粉体的影响因素

高能球磨法制备超细粉体的影响因素高能球磨法制备材料所需的设备少、工艺简单，但影响最后产品构成和性能的因素却很多。

其中原材料性质、球磨强度、球磨环境、球磨气氛、料球比、球磨时间和球磨温度等是重要因素。

（1）原材料性质的影响。

物料体系的构成和各组分的配比是决议最后产品构成的物质基础，不同的原材料构成和组调配比即使在相同球磨条件下也会得到不同的球磨产品。

（2）球磨强度的影响。

高能行星磨中研磨介质对物料的高速高频冲击碰撞有利于能量的转换和分子、原子及离子的输运和扩散。

试验表明，球磨强度对机械合金化非晶的形成具有紧要的影响。

强度低时，粉末形成非晶的时间较长，甚至无法形成非晶；强度较高时，形成非晶的时间大大缩短，且有助于非晶成分范围的扩大，当球磨能量高到肯定程度时更宜形成稳定的化合物而不是非晶。

对于硬度和强度较高的多组分氧化物体系，因其价键较坚固，键能较高，球磨强度较低时根本无法使之发生晶格扭曲、畸变等，也就谈不上机械力化学反应。

（3）球磨环境的影响。

对无机非金属的（粉磨）通常有干法和湿法两种粉磨方法，干法操作简单，湿法往往可以得到更小的粉磨产物粒径。

然而湿法粉磨产生相变的时间远远高于干法，这是由于湿法摩擦系数小，颗粒在水中的界面能小于在空气中的表面能，因而使粉体颗粒难以积聚起充足的能量以克服相变所需要的激活势垒的原因。

而干法粉磨至肯定程度时，相变的发生几乎是必定的。

机械能诱性的材料内部结构变化通常要求颗粒（晶粒）尺寸及自由能达到极限值，而在湿法粉磨环境下，碎裂表面的溶解和“重修”、良好的润滑和冷却环境都拦阻了颗粒尺寸和自由能达到极限值，从而拦阻了多晶变化的发生。

（4）研磨介质尺寸及料球比的影响。

高能球磨中多采纳尺寸较小的硬质合金球或氧化锆球、氧化铝球等，这是由于小尺寸球有利于增大研磨介质与物料之间的摩擦面积。

为了获得较高的球磨能量，通常采纳比一般球磨机小得多的料球比。

当装料量和球径大小肯定时，球运动的平均自由程取决于装球量。

高能球磨制备铜金粉

高能球磨制备铜金粉裴志明;蔡晓兰;王开军【摘要】This paper studies the effects of additives amount, the ratio of ball and raw powder as well as milling rotating speed on the fineness, apparent density, appearance of bronze powder during high energy milling. The result shows that best product can be obtained under the condition of 1. 5% additives, 10: 1 ratio of ball and raw powder, and milling speed of 1000/800 r/min after 150 min milling. And the fineness D!g and apparent density of the powder are 13. 83 μm, 1. 24 g/cm .%研究了高能球磨制备超细铜金粉过程中,助剂加入量、球料比、球磨转速对出料粉体的粒径、松装密度和出料外观的影响.试验表明,在助剂加入量1.5％,球料比10∶1,球磨转速1000/800 r/min条件下球磨150 min,可制得粒径D50为13.83 μm,松装密度为1.24 g/cm3的铜金粉.【期刊名称】《矿冶》【年(卷),期】2011(020)004【总页数】5页(P77-81)【关键词】高能球磨;铜金粉;干法球磨【作者】裴志明;蔡晓兰;王开军【作者单位】昆明理工大学冶金与能源学院,昆明650093;昆明理工大学冶金与能源学院,昆明650093;昆明理工大学冶金与能源学院,昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TF123.1+1铜金粉，以铜锌为主要原料制备出的鳞片状金属粉体，是重要的金属颜料之一〔1-2〕，可广泛应用于涂料、印刷、建筑装潢等〔3-4〕。

球磨球料比

球磨球料比以球磨球料比为标题，本文将从球磨球料的定义、特点及应用等方面进行阐述，旨在全面介绍球磨球料比的相关知识。

一、球磨球料的定义和特点球磨球料是指在球磨机中用于研磨物料的一种磨料，通常由不同材质的钢球组成。

球磨球料的特点主要有以下几个方面：1.硬度高：球磨球料通常由高硬度的钢材制成，具有较高的抗压强度和抗磨损性能，能够在球磨机中长时间进行研磨操作。

2.尺寸均匀：球磨球料的尺寸一般在几毫米到几十毫米之间，且尺寸分布均匀，保证了研磨过程中的均匀力学作用。

3.耐腐蚀性好：球磨球料通常经过特殊处理，具有一定的耐腐蚀性能，能够适应不同物料的研磨需求。

4.磨损率低：球磨球料具有较低的磨损率，能够保持较长时间的使用寿命，降低了磨损带来的成本和影响。

球磨球料比是指球磨机中球磨球料与研磨物料的质量比例关系。

合理的球磨球料比对于球磨研磨的效果有着重要的影响。

一个合适的球磨球料比能够提高研磨效率、降低能耗、提高研磨质量，并且可以延长球磨机的使用寿命。

球磨球料比的选择应考虑以下几个方面：1.物料的性质：不同的物料对球磨球料的要求不同，如硬度、脆性、湿度等。

对于硬度较大的物料，应选择较大的球磨球料比，以增加研磨的压力和效果；对于脆性较大的物料，应选择较小的球磨球料比，以减少破碎和损坏。

2.研磨细度要求：不同的工艺要求对研磨细度有所不同。

一般来说，要获得较细的研磨产品，应选择较小的球磨球料比；要获得较粗的研磨产品，应选择较大的球磨球料比。

3.研磨时间和能耗：球磨机的研磨时间和能耗也与球磨球料比有关。

较大的球磨球料比可以提高研磨效率，缩短研磨时间，但同时也增加了能耗；较小的球磨球料比则相反。

4.球磨机的类型和规格：不同类型和规格的球磨机对球磨球料比的要求也有所不同。

需根据具体的球磨机参数和工艺要求来确定球磨球料比。

三、球磨球料比的应用球磨球料比在各个行业中都有着广泛的应用。

以下以一些典型的行业来说明：1.矿山行业：在矿山行业中，球磨机常用于研磨矿石和选矿过程中。

料球比对球磨机功效的影响及调整方法

4.3改变筛分装置筛孔孔径
配合级配调整，改变筛分装置筛孔孔径，对产
量影响可在10%。新购入的筛分板，在验货时要注意检查筛板的开孔率（应在40%左右）o筛分装置筛孔孑L径变化，磨机产量也会发生变化。现举例说明。
现有120/45辐压机（250 kWx2）配打散机的 0）3.2 mx 13 in三仓开路球磨机，其所磨水泥配比见表2,入磨物料粒度分布见表3,简易磨内筛析曲线（每个仓只取入口与出口处的物料）见表4, 级配方案见表5,料球比情况见图5。
这种方法不宜用于隔仓板，因为会影响磨内
52
a
b
c
图4卸料锥开回料孔后的细磨仓料球比变化
图4a为带料急停后的三仓料层情况，陶瓷球有1/8处于无料可磨的状态；图4b为从出料螺旋进入后将卸料锥开回料孔后的照片；图4c为卸料锥开回料孔后的三仓料层已接近正常状态。
此方法用于隔仓板时要注意从结构上保证研
磨体不窜仓。
通风，而在出口篦板处通风主要依赖中空轴，故影响不大。
4.2在卸料锥上开回料孔
在卸料锥上开回料孔，不仅方便快捷，还有两个作用：
（1 ）通风效果较好，特别是在出口篦板处，此处为磨机通风主要通道，当开孔后，通风阻力变小，有利于磨内通风的改善。
（2）工艺效果好，此处开孔后产生一定的 “选粉”作用，较粗的粒子落回到磨内继续研磨，使产品细度容易控制。
321
改后级配方案
①30 5t
16x 16 5t
lOx 10 5t
装载量Q 291 261 751
①60
①50
①40
①30
6t
9t
lit
12t
381
18x18
16x16

Ti、Al、C三元素机械球磨工艺对燃烧合成Ti_3AlC_2相的影响

ＤｗｅｓｉｈｉａｐｏｕｔｆｒｎＴｉ：Ａ１：Ｃ）＝２：：．ｒｐｒｂｌｐｗｄｒｍａｓｒｔｏｄｒｎｔｅｆｌｒｄｃｏ（）ｎ（）凡（ｎ２１Ａｔａｐｏｅａｌｏｅｓａｉｈｃａｉ — ｏ，ｔｅｍｅｈｎｓｍ
ＳｉｄｕＡ一１Ｔ压力机以１０ａ的压力压制ｈｍａｚＧ０Ａ５ＭＰ
Ａ、、ｌｃ原料配比对燃烧合成ＴＡＣ影响较大。ｉ１，
成＋６ｍＸｌｍ的压坯，有压坯均在氩气保护１ｍＯｍ所
下以钨丝线圈点燃。对燃烧合成产物，助ｘ射线借
摘
要：以金属粉末Ｔ、１Ｃ为原料，究不同Ｔ、１Ｃ配比及研磨速度、料比等研磨参数对燃烧合成ｉＡ、研ｉＡ、球
Ｔ１相结构的影响。结果表明：ｎＴ）ｎＡ）ｎＣ２２１体系，磨速度达到１０ｒｒｎ时，始粉ｉＣＡ对（ｉ：（１：（）＝：：研２／ｉａ原料完全参与反应，成产物中无原始粉料残留；适当的球料比可在混料阶段产生机械诱发白蔓延现象，坯合而压中因此现的ＴＣ晶种为Ｔ１ｉｉＣＡ的燃烧合成做好组织准备。
关键词：ｉＩ：研磨１艺；貌；烧合成ＴＡＣ；＿形燃
ＥｆｅｔｆＡＩｆｃｓｏ／Ｔｉ／Ｃｌｍｅｔｐｏｅｅｎｗｄｅｅｈａｉａａｌｍｉｌｎｒｍｃｎｃｌｂｌｌｉｇ

球磨法对材料微观结构与力学性能的影响研究

球磨法对材料微观结构与力学性能的影响研究近年来，球磨法在材料科学领域中得到了广泛应用，并成为一种重要的材料表面处理方法。

通过利用球磨装置对材料进行高能球磨，可以改变材料的微观结构和力学性能。

本文将着重探讨球磨法对材料的影响，并从微观结构和力学性能两个方面进行详细分析。

第一方面，球磨法可以显著改变材料的微观结构。

在球磨过程中，高能球磨介质不断与材料表面发生碰撞和摩擦，使材料发生塑性变形、冷焊接和断裂等现象。

这些变化促使原本大粒度的材料逐渐细化，并形成纳米颗粒。

例如，金属材料经过球磨后，其晶粒尺寸会显著减小，从而提高了材料的强度和硬度。

此外，球磨过程还会引起材料晶格缺陷的产生，如位错和晶界。

这些缺陷对材料的力学性能和热稳定性产生重要影响，因而球磨法可以用于改善材料的性能。

第二方面，球磨法对材料的力学性能也有显著影响。

在球磨过程中，材料受到了高频率和高强度的变形和应力，导致了材料晶粒的细化、相变的促进以及纳米颗粒的形成。

这些变化对材料的力学性能产生了重要影响。

实验证明，经过球磨后的材料通常具有更高的强度、硬度和韧性。

例如，球磨法可使金属材料的抗拉强度显著提高，这主要归因于晶格缺陷的形成和晶界的增多。

此外，球磨还可以改善材料的耐磨性能，使其具有更好的耐磨性。

然而，球磨法对材料的影响也存在一些局限性。

首先，球磨过程会引起材料的热变形和晶粒的生长，这些变化可能导致材料的性能下降。

此外，球磨法还可能引入杂质和杂晶等缺陷，对材料的性能产生负面影响。

因此，在应用球磨法时需要注意选择适当的球磨参数来平衡细化效果和负面影响。

综上所述，球磨法是一种有效改善材料微观结构和力学性能的方法。

通过球磨，材料的晶粒可以得到细化，晶格缺陷和晶界也得到增加，从而提高了材料的强度、硬度和韧性。

此外，球磨还能改善材料的耐磨性能。

然而，球磨法也存在一些局限性，如可能引起材料的热变形和晶粒生长，以及引入杂质和缺陷。

因此，在应用球磨法时需要谨慎选择适当的参数。

高能球磨制备米钨粉的主要影响因素分析

１实验设备
试验采用的高能球磨设备为实验室型振动球磨
２ｆ和７６ｍ。样品的粒度分析见表ｌ所示。０ｓｍ．
裹ｌ鹄原样粒度分析
机（蔺称振动磨）振动磨主要由电机、振器、激不锈钢磨筒、机架和缓冲器等部分组成，结构示意图如其
ｔｌ．ｅｏｔ￣ｏａｔｓｆＬｅｙｅａＴｈｒｘｎｌ１ａｉｓｄｂｒ１｝ｇｎｈ
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ｍｉｕｉａｒｅｕｙｎｌｎｉｃｒｉｏｔｂｏｓｄ
ｕｉｇｖｂａｉｎｎｉａｄｃｒｔ［ｌｎ［）ｄｒａｒｎｌｔａｓｎｉｒｔｆ｛ｎｍｋｅｘ．ｅｓ。ｉａｔｏｉ Ⅲ ￣．ｖＴ—
摘
要：采用振动球摩机对粗颗粒金属鸽粉进行超细粉碎研
一
究。按（进行正交实验２）通过正交实验方差分析确定了制备金属纳米钨粉的最佳球磨时间、磨介质和球料比，球井
确定了各因素对球磨过程的彤响程度。
机望
不怫钢磨筒
一鞋振嚣
２原料粒度特性
实验所用样品为金属钨粉。原样中，属钨的金

料球比对球磨机磨矿效果影响的试验研究

分，分时间为１ｎ利用电子天平对筛分后的筛０ｍｉ，
新技术新工艺
效果影响的试验研究
畅晓亮，为民，雪丽董曹
（明理工大学机电工程学院，南昆明６０９）昆云５０３
摘要：响球磨机磨矿效率的因素很多。本文研究了在介质充填率和转速率一定时，用球磨机影利样机，选取不同的料球比进行试验，通过试验数据，分析不同条件下磨矿产品的产率，出在一定转速率得和介质充填率下，磨机料球比对磨矿效率的影响，而为实际生产提供参考依据，球从为提高球磨机的磨矿
１）称量试验所需钢球和矿料的质量，加入球磨机内；调节变频器将其频率设置为２．，球磨５４Ｈｚ将机转向设置为逆向旋转。
２）起动球磨机后秒表开始计时，０ｍｉ１ｎ后停转
１试验方案的设计及试验过程
球磨机料球比是指被磨矿料的体积（括矿料包之间的孔隙在内）球磨机静止时内部磨球之间的和空隙体积的比值，反映了矿料量和装球量之间的它相对比例关系。
１２试验过程．
试验共有３个批次的磨矿过程，个批次的试每验步骤都相同，具体的试验操作流程如下。
ＥｘｒｍｅｔｌＲｅｅｒｈｏｎｆｕｎｃｆＢａｌｔｗｄｒＲａｉｎｔｉｉｆｃｓｏｌｉｌｐｅｉｎａｓａｃｎＩｌｅｅｏｌｏＰｏｅｔｏｏｈｅＧｒｎｄｎｇＥｆｅｔｆＢａｌＭｌ

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中围分类号ＴＧ２１２５．
文献标识码：
文章编号：Ｏｌ３１（０２０ —０８０ｌＯ一８４２０）２０１ —３
ＥｆｅｔｏＣｈｒｅＲａｉｍｂｔｖｓａｅｅｔｆｃｆＡａｇｔｏｏｎＣｏｕｓｉｅＤｉｐｌｃｍｎＲｅｃｉｎｎｄｕｅｉｈＥｎｒｙＢａｌＭｉｌｎａｔｏｓＩｃｄｂｙＨｇｅｇｌｌｉｇ
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１８
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ＨｏｒｉｇＴｃｎｌｇ２０．ｔＷｏｋｎｅｈ固态还原燃烧反应的影响
马明亮，郑修麟，刘新宽，席生岐，柴东朗。，周敬恩
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ｌｏｅｐｗｄｒｌｅｍｉｅｏｔｅｖｌｍｅｏｈｎｅｓａｅａｎａｌｎｔｅｖａ，ａｅｎｐｔｆｒｒｎｏｄｒｏａｎｏｓｏｅｏｂｌｄｔｈｏｕｆｅｉｔｒｐｃｍｏｇｂｌｉｈｉｌｈｓｂｅｕｏｗａｄｉｒｅｍｅｄｌｔｓｔｔｅｄｆｃｎｙｏｈｒｅｒｔｎｃａａｔｒｚｎｈｅａｉｎｈｐｂｔｅｌｎｎｅｓｔｎｇｉｉｎｔｆａｃｎｈｓｈｅｉｉｃｆｃａｇａｉｉｈｒｃｅｉｉｇｔｅｒｌｔｏｓｉｅｗｅｎｍｉｉｇｉｔｎｉａｄｉｎｔｏｉｏｏｌｕ－ｅｏｌｙｍｅ
ＭＡＭｉ —ｉｎｇｌｏｎ９。，ＺＨＥＮＧｕｌ．ＬＩＸｉ — ｕｏｎＪＳｈＸｉ—ｉｎ。Ｕｎｋｔｅｎｇ一口ＣＨＡ／Ｏｏｎｇｔ —ｏｎｇ．ＺＨＯＵｎｇ— Ｊｉｅｎ
（Ｓｃ，ｆｍａｅｉｌｓｌｚｅｅｇｎｅｉｇ．Ｎｎｔｖ，ｔｒ “３ｅｈｉａ１ｈｍｌｏｔｒａｓｃｅｗｎｉｅｒｎｒｈＬｓｅｎｅｌ，ｃｎ￣ｌＶｎｚｒｌＸｉ ¨７０７・ｉ；ｔｌ＇￥ｔ．＇ｅｙ， ’ １０２Ｃｈ．ｍ２ｓｈｏＩｄ… ｄｓ：ｎｅｅｇｎｅｉｇ，Ｓａｇａｊｆ￣ｎｌｅｓｙｔｈｎｈｉ２０３ＣｈｍｆｏｌＥｔｉｉｃａｉｅｒｎｆｌｅｈｎｈｉｆｏ．ｇＵｎｒｉＳａｇａ０Ｇ）ｒｂｌｔ３Ｓｈ．ｏｍａｅｉｌ，Ｐ＆ｅｇｎｅｇ．ｉ］ｄｔｎｎ＇ｒｉＸｉ口ｆ１０９Ｃｈｎ￣ｏ１ｆｔｒａｓＰｎｉｅｒｎＸ ’ ｒｄｉｏｏｇＵｒｖｓｙ． ’ ．７０４，ｉａ）ｅｆ
（北２业文学材料科学－２程学院，西西安７０７；２上海交通太学材井科学与２程学院・海２０３１西１＿ｂ１＿陕１０２．１＿上０００３西安交通文学材料科学与２程学院．陵西西安７０４）．１＿１０９摘要：在所研究的ＡＩｕ和Ｓ／ｕ体系中．同球磨强度下．／ＯＣｉＣＯ随璩料比增大，烧点火时间存在一极小值。说燃
明球磨固态燃烧Ｊ的点火时间的长短取决于球窘粉末中已经发生部分反应的产物所占的比例和同时发生反应的活性亘应
位置数目。提出一新的、有广泛适应性的球窘参量一占空比，修正了传统采用球科比ｃ在描述球磨强度与球磨燃烧反应点火时问时所存在的足。关键词：高能球磨：固态燃烧还原反应；球料比