超细粉体的应用及制备
超细粉体技术及应用现状
超细粉体技术及应用现状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。
1、材料领域在电子信息行业中，将γ-F2O3超微粉用于磁性材料，可使得开发的录音带、录像带等磁记录产品具有稳定性好、图像清晰、信噪比高、失真小等优点。
在磁记录元件的涂层中用LaF3超细粉作为固体润滑剂，可使涂层及磁头寿命提高100多倍。
2、轻工、化工领域由氮化硅超细粉为原料制造的复合材料材，抗裂系数、抗折强度、耐压强度和硬度都都较好，在各工业行业中制造滑动轴承、滚动轴承用滚珠、俄罗斯产离心泵用端部密封件、切削工具、耐磨喷嘴、透平的叶片及耐火制品等。
钛酸四丁酯制备二氧化钛胶体,利用旋涂法形成透明的二氧化钛薄膜,并研究了影响成膜的因素。
结果表明表面活性剂能够改善膜的均匀度和增大薄膜的表面粗糙度。
光电性能测试发现薄膜厚度、薄膜表面粗糙度、烧结温度以及烧结时间等是影响二氧化钛薄膜光电性能的重要因素。
利用份菁作敏化剂,敏化后二氧化钛薄膜的光电性能得到很大的改善。
利用电泳法制备出大范围内均匀度好的TiO2超微粒薄膜。
用于新型太阳能电池，不仅能满足薄膜电极要有一定的厚度、大面积平整度好以及粗糙度因子高等要求,而且所需实验设备简单,操作方便,具有较高的实用价值。
3、中医药领域目前中药的超微粉碎以单味中药的粉碎研究较多，研究结果表明超微粉碎技术能够增加中药的溶出量，溶出率，有效成分的溶出和生物利用度。
而中药复方的超微粉碎主要是就其有效成分的溶出量，制剂稳定性以及是否提高药理作用等方面进行研究，另外，还有对超细粉在仁术健胃颗粒中的应用的研究，结果表明超微粉碎有利于制剂的成型，改善颗粒剂的稳定性和口感。
4、食品工业领域果蔬超微粉可作为食品原料添加到糖果、糕点、果冻、果酱、冰淇淋、奶制品、方便食品等多种食品中，增加食品的营养，增进食品的色香味，改善食品的品质，增添食品的品种。
超细粉体的制备方法
超细粉体的制备方法
超细粉体的制备方法有很多种，常见的包括以下几种：
1. 气相法：将化学反应产生的气体混合等离子体中，通过物理和化学反应使气态物质转变为粉末。
2. 溶剂法：将所需材料溶于有机溶剂或水中，在适当条件下，将溶液慢慢蒸发干燥，得到超细粉末。
3. 机械法：通过机械剪切、碾磨和冲击等机械力量作用，将粗粉末不断细化。
4. 化学沉淀法：将水溶性物质溶解于水中，在控制pH值的情况下加入化学试剂，产生沉淀物，然后进行干燥和烘烤，得到超细粉末。
5. 等离子体法：将所需材料在大气压下暴露于等离子体中，利用等离子体的热、光、化学反应以及激波力等效应制备超细粉末。
6. 真空喷雾法：将所需材料通过喷雾喷入真空环境中，利用强大的气相冷却作用，使溶液迅速凝固成超细粉末。
7. 物理气相法：通过高功率激光或电弧等方式将金属材料蒸发，形成高温高压等离子体，利用等离子体的力和能量将其制备成超细粉末。
喷雾热分解法制备超细粉体材料的特点及应用
喷雾热分解法制备超细粉体材料的特点及应用喷雾热分解法是一种常用的制备超细粉体材料的方法，具有许多特点和广泛的应用。
本文将对喷雾热分解法的特点和应用进行详细解释，并进行扩展描述。
喷雾热分解法是一种通过将溶液喷雾成微细液滴，然后在高温条件下使其热分解形成超细粉体材料的方法。
这种方法具有以下几个特点：1. 粒径可控：喷雾热分解法可以通过调节喷雾器的参数和反应条件来控制溶液的喷雾粒径，从而控制最终产品的粒径大小。
这使得该方法可以制备出粒径均一、分布窄的超细粉体材料。
2. 反应速度快：由于喷雾热分解法在高温条件下进行，溶液中的物质可以迅速分解并形成粉体颗粒。
相比传统的溶胶-凝胶法等制备超细粉体材料的方法，喷雾热分解法的反应速度更快，节省了制备时间。
3. 可扩展性强：喷雾热分解法可以通过调节喷雾器、反应温度、反应时间等参数来控制反应过程，因此具有较强的可扩展性。
可以根据实际需求，进行大规模的超细粉体材料生产。
4. 结构可控性好：喷雾热分解法制备的超细粉体材料的晶体结构和形貌可以通过调节反应条件和添加适当的添加剂来控制。
这使得喷雾热分解法可以制备出具有特定结构和性能的超细粉体材料。
喷雾热分解法在许多领域都有广泛的应用，以下是其中几个典型的应用：1. 催化剂制备：超细粉体材料具有较大的比表面积和丰富的表面活性位点，因此在催化剂制备中具有重要的应用。
通过喷雾热分解法可以制备出具有高活性和选择性的超细粉体催化剂，用于加快化学反应速率和提高反应选择性。
2. 电子材料制备：超细粉体材料具有优异的电学性能和磁学性能，在电子材料领域具有广泛的应用。
通过喷雾热分解法可以制备具有高纯度和均匀分布的超细粉体材料，用于制备电子元件、电池材料、磁性材料等。
3. 填料制备：超细粉体材料具有较高的填充性能和增强效果，在复合材料中常用作填料。
通过喷雾热分解法可以制备出具有特定形貌和粒径分布的超细粉体材料，用于增强复合材料的力学性能、导热性能等。
超细TiC粉体的制备方法及应用研究进展
； 塞 臻董 瓷嚣※：
超 细 ＴＣ粉 体 的 制 备 方 法 及 应 用 研 究 进 展 ｉ
董 占祥 ， 孔祥鹏 ， 王俊 文
（ 太原 理工大学化 学化 工学院 ， 山西 太原 ００２ ） ３０ ４
摘要 ： 结合 近年 ＴＣ材 料的研究进展 ， ｉ 对超细 ＴＣ粉体的制备 方法 进行了综述 ， ｉ 介绍 了还原法 、 自蔓 延 高温合成法 （ ＨＳ 、 Ｓ ） 机械合金 化法 、 波法 、 相反应合成法及等离 子体法 ， 微 气 简述 了 ＴＣ在增强 颗 ｉ
１ 碳 化 钛 粉体 的 制 备 方 法
不 同的制备方法 ， 合成时所需 的原料 、 反应机理
不同， 制得 的 ＴＣ产 品 的性 质也 各不 相 同。 ｉ
１ １ 还 原 法 ．
１ １ １ ＴＯ 碳 热 还原 法 ． ． ｉ
Ｍａ等 口 利 用 镁 热还 原 法 在 低 温 下 （ ５ ＝ 以 ５０ｃ ） Ｉ
ＴＯ ｉ 与碱式 碳 酸镁 为 原 料 制 备 了纳 米 ＴＣ粉末 ， ｉ 反 应 式为 式 （ ） ３。
４ ｉ２ ｓ ＴＯ （ ）＋（ Ｃ ・ （ Ｈ） ５ ２ ｓ Ｍｇ Ｏ ） Ｍｇ Ｏ ２・ Ｈ Ｏ（ ）＋
该 法以 ＴＯ 为钛源 ， ｉ２ 在高 温、 空 的条 件下 ， 用 真 利
ＴＯ 与 Ｃ摩尔比为 １４～ ． ｉ ． １５的条件下还原 ４ｈ 得 ，
到 形状 规则 、 聚集 度 、 构 松 散 的 超 细 ＴＣ粉 末 。 低 结 ｉ Ｋｃ ｏ 等 将 Ｃ沉 积 在 ＴＯ ｉ：上 ， 氩 气 保 护 下 反 应 在
４ ｈ 制得 了形 状 均匀 、 氧低 的 ＴＣ粉 末 产 品 。 ， 含 ｉ
粒、 航空航 天材料及涂层材料 方面的应用 。 关键 词 ： 碳化 钛 ； 细粉 体 ； 机材料 ； 超 ｔ 制备 中图分类 号 ：Ｑ ７ Ｔ １４ 文献： 际识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ４７ ５ （０ １ ０ ・０ ９ ０ １０ －００ ２ １ ）３０ １—４
超细粉体实验报告
一、实验目的1. 了解超细粉体的基本概念和制备方法；2. 掌握球磨法制备超细粉体的工艺参数；3. 分析超细粉体的粒度、比表面积等性能指标；4. 探讨超细粉体在不同领域的应用前景。
二、实验原理超细粉体是指粒径在纳米级（1~100nm）的粉体，具有高比表面积、高活性、易团聚等特点。
球磨法是制备超细粉体的常用方法，通过球磨机对原料进行长时间、高强度的研磨，使原料颗粒发生破碎、细化，最终形成超细粉体。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：金属氧化物、非金属氧化物等原料；2. 实验仪器：球磨机、激光粒度分析仪、比表面积分析仪、扫描电镜等。
四、实验步骤1. 原料准备：将金属氧化物、非金属氧化物等原料进行干燥、筛分，确保原料的纯度和粒度均匀。
2. 球磨工艺参数选择：根据实验要求，选择合适的球磨机型号和研磨介质。
通过实验，确定球磨速度、球磨时间、球料比等工艺参数。
3. 球磨实验：将干燥、筛分后的原料放入球磨机中，按照确定的球磨工艺参数进行球磨。
球磨过程中，定期取出样品，进行粒度、比表面积等性能指标检测。
4. 性能指标检测：采用激光粒度分析仪、比表面积分析仪等仪器对球磨后的超细粉体进行粒度、比表面积等性能指标检测。
5. 扫描电镜观察：采用扫描电镜对超细粉体的形貌、结构进行分析。
6. 结果分析：对实验数据进行统计分析，探讨球磨工艺参数对超细粉体性能的影响。
五、实验结果与分析1. 球磨工艺参数对超细粉体粒度的影响：实验结果表明，球磨速度、球磨时间、球料比对超细粉体粒度有显著影响。
球磨速度越高，球磨时间越长，球料比越大，超细粉体粒度越细。
2. 球磨工艺参数对超细粉体比表面积的影响：实验结果表明，球磨速度、球磨时间、球料比对超细粉体比表面积有显著影响。
球磨速度越高，球磨时间越长，球料比越大，超细粉体比表面积越大。
3. 扫描电镜观察结果：球磨后的超细粉体颗粒表面光滑，无明显的团聚现象，说明球磨工艺参数对超细粉体的形貌和结构有显著影响。
喷雾热分解法制备超细粉体材料的特点及应用
喷雾热分解法制备超细粉体材料的特点及应用喷雾热分解法是一种制备超细粉体材料的方法，其特点是制备过程简单、操作灵活、制备的粉体颗粒细小均匀且纯度高。
该方法通过将原料溶液或悬浮液喷雾成微小液滴，然后在高温条件下进行热分解，使液滴中的溶质或悬浮颗粒转化为固态颗粒，最终得到所需的超细粉体材料。
喷雾热分解法的应用十分广泛。
首先，它在纳米材料的制备中具有重要作用。
通过调控喷雾热分解的工艺条件，可以获得不同形态、尺寸和组成的纳米颗粒，如金属纳米颗粒、纳米合金、纳米氧化物等。
这些纳米材料具有独特的物理、化学和生物性质，在催化、光电、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
喷雾热分解法还可以用于制备纳米复合材料。
通过在喷雾热分解过程中引入其他成分，如聚合物、无机相或生物分子等，可以将纳米颗粒与其他材料相结合，形成具有多功能性的纳米复合材料。
这些纳米复合材料在材料科学、能源存储、传感器等领域展示了良好的应用性能。
喷雾热分解法还可用于制备纳米涂层。
通过喷雾热分解技术，可以在基底材料表面均匀地沉积纳米颗粒，形成纳米涂层。
这些纳米涂层具有较大的比表面积和优异的物理化学性质，可用于表面增强拉曼散射(SERS)、防腐蚀、摩擦学等方面。
喷雾热分解法还可用于制备纳米粉末的载体材料。
将所需的活性成分溶解或悬浮于喷雾热分解的载体溶液中，经过热分解后，活性成分会沉积在载体表面，形成纳米颗粒的复合载体。
这种纳米粉末载体材料在医药领域的药物控释、催化剂的负载等方面具有重要应用价值。
喷雾热分解法作为一种制备超细粉体材料的方法，具有制备过程简单、操作灵活、制备的粉体颗粒细小均匀且纯度高的特点。
在纳米材料、纳米复合材料、纳米涂层以及纳米粉末载体材料的制备中得到广泛应用。
随着纳米科技的不断发展，喷雾热分解法在材料制备领域的重要性将进一步凸显。
超细粉体制备技术研究的内容及发展现状
超细粉体制备技术研究的内容及发展现状引言：超细粉体制备技术是一门研究如何制备具有纳米级颗粒尺寸的粉体材料的学科。
该技术在各个领域都具有重要的应用价值，例如材料科学、化学工程和环境科学等。
本文将探讨超细粉体制备技术的研究内容及其发展现状。
一、超细粉体制备技术的研究内容1. 材料选择：超细粉体制备技术要求选择适合的原料，如金属、陶瓷或聚合物等，并考虑其物理化学性质以及制备过程中的相互作用。
2. 制备方法：超细粉体的制备方法包括物理法、化学法和物化法等。
物理法主要有磨碎法、气雾法和凝胶法等；化学法主要有溶胶凝胶法、水热法和溶剂热法等；物化法则是将物理法和化学法相结合，如高能球磨法和溶胶冻胶法等。
3. 控制参数：超细粉体的制备过程中，需要控制一系列参数，如反应温度、反应时间、溶液浓度和溶剂选择等。
这些参数的调节将直接影响到粉体颗粒的尺寸和形貌。
4. 表征分析：制备好的超细粉体需要进行表征分析，如粒径分布、比表面积、晶体结构和形貌等。
常用的表征方法包括扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和比表面积测定等。
二、超细粉体制备技术的发展现状1. 研究热点：超细粉体制备技术的研究热点主要集中在以下几个方面：- 纳米材料的制备方法优化：研究人员不断改进传统的制备方法，提高制备效率和控制颗粒尺寸的精度。
- 纳米材料的表征手段研究：随着纳米材料的制备技术的发展，对其表征手段的研究也日益重要，以满足对纳米材料粒径和形貌等更准确的表征需求。
- 新型超细粉体的应用研究：超细粉体在材料科学、医学和环境保护等领域具有广泛的应用前景，研究人员正积极探索新型超细粉体的应用潜力。
2. 发展趋势：- 多学科交叉：超细粉体制备技术的研究已经从单一的材料学领域扩展到了化学、物理、生物等多个学科领域的交叉研究，这将进一步推动超细粉体制备技术的发展。
- 绿色制备：随着环境问题的日益突出，研究人员正致力于开发绿色制备方法，以减少对环境的影响。
- 自组装技术：自组装技术是一种通过物体自身的相互作用实现组装的方法，近年来在超细粉体制备中得到了广泛应用。
超细粉体及超细粉碎技术简述
基础差 ，引进消化进 口 设备后所产设备的质量 良 莠不
齐， 有的只是低水平 的仿制 ， 并 没有改进和提 高。 ５ ． ２ 超 细粉碎 设备发 展 的趋势
４ 超细粉碎设备 的分类
精 细陶瓷 原料细化处理、 梯度材料 、 金属与陶瓷复合材料 、 颗粒表面改性 环保 脱硫 超细碳 酸钙 、 固体废物再生利用 、 各种粉状污水 处理剂 化工 印刷 原料处理 、 涂料 、 油漆 、 催 化剂 油 墨生产 、 铜金粉 、 喷墨打印墨盒 、 激光打印和复印碳粉
３ 超细粉碎技术
仪器仪表分析和测试技术等学科。 超细粉碎技术不但 粒的晶体结构和物理化学性质的变化规律。
超 细粉 碎技术 。
我 国超细粉碎设 备发展 主要是 在 ２ Ｏ世纪 ７ ０ 年 代 种类 型已与世界上生产厂商品种不相上下 ， 国际上成熟
要研究颗粒粒径减小过程 ， 而且要研究粉体过程中颗 末 开始 ， 经过 ８ ０年代 、 ９ ０ 年代 的大力发展 ， 目前定 型机
致 认 同和较合 理 的划分 为 细粉体 ： 粒径为 ｌ ０ ～ ４ ５ ｍ；
超细粉体工业是多学科的组合 ， 超细粉体几乎应 微米粉体 ：粒径 为 １ ～ １ ０ ｍ；亚微米粉体 ：粒径为 用于国民经济的所有部门 ， 表２ 列 出了超细粉体涉及
０ ． １ ～ １ ｍ； 纳米粉体 ： 粒径 为 Ｏ ． ０ ０ １ ～ ０ ． １ １ Ｘ ｌ 。对 于 金 的行 业及 应用 范 围。
粒度砂 、 铸造型砂 、 微 粉磨料 、 超硬材料 、 固体润滑 粮食加工 、 化肥生产 、 添加剂生产 、 催凝剂生产 固体填料 、 补强材料 、 功能性填料及废 旧橡胶制品的再生 原料 制备 、 塑料喷涂 、 增强填料 、 粉末塑料制品
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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 IndustryV 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。
量出口创汇,价格显著提升,产生了良好的经济效益和社会效益。
1.4 在中医药保健食品中的应用超细粉体技术扩展到中草药及保健食品中,扩大了人类的食品源,使得有营养,但因无法直接被人体吸收的植物变成了高档的营养性保健食品。
经超细化的中药材大大提高了有效成分的溶出速度和利用率,且服用方便,避免了繁杂的煎煮。
再如茶叶、灵芝、孢子、花粉、螺旋藻、蔬菜、水果、珍珠、蚕丝、人参、贝壳、蛇、蚂蚁、甲鱼、动物和鱼类的鲜骨及脏器的超细化,都为人类提供了大量的新型纯天然高吸收率的保健食品。
目前南京理工大学超细粉体与表面科学技术研究所已成功的研制出粉碎上述物料的技术,并可使灵芝孢子、花粉在常温下100%破壁。
近几年来已在全国建成了多条生产线,利用该技术已取得了很好的社会效益和经济效益。
1.5 在日用化工领域的应用在美容、护肤、化妆品方面超细粉体的作用十分重要。
如护肤防晒膏中,加入超细蚕丝粉具有良好的防紫外线作用。
由于它是一种含有大量蛋白质的天然有机物,进入皮肤毛孔后,易被内分泌物溶化吸收,不仅不堵塞皮肤毛孔而且还会起到一定的营养皮肤的作用。
这种新型产品研究成功的关键是如何采用超细粉体技术及设备将极难超细化的蚕丝纤维粉碎到5μm以下,使毛孔内分泌物快速溶化。
南京理工大学超细粉体与表面科学技术研究所成功地研究出了d50<5μm的超细蚕丝粉、超细珍珠粉,用其制成的珍珠粉饼和珍珠丝素粉饼受到了用户的欢迎,养颜美容护肤效果十分好。
1.6 在废弃物再生与综合利用方面的应用废地毯、废电缆、废汽车轮胎等如何再生利用是环保的需要,也是经济建设的需要。
将这些废物回收处理再利用已成为各界关注的课题。
将废物粉碎处理,制成各类材料,针对环境与资源的综合利用课题,越来越被国内外研究机构重视,有关这类的研究报道逐年增加。
如炉渣的粉碎,作为填料加入建筑材料中,不仅减轻重量而且经济耐用。
2 超细粉碎技术进展自80年代以来,国内对超细粉体的认识有了较大的提高,许多单位都投入大量的人力物力在进行研究、开发和利用。
有些方面的研究工作与国外相比已处于较先进的水平。
例如:纳米材料的研究在国际上排名第五,居美、日、英、德之后,与法国、俄罗斯相当。
易燃易爆材料的超细粉体制备与应用及刚柔混合材料的超细化等与国际先进水平相当。
但总体水平与先进国家相比尚有一定的差距。
这主要表现在硬件和软件方面。
例如超细粉体技术的基础理论工作开展甚少,缺少全面系统的理论研究。
超细粉体的制备及分级的设备品种与档次尤其是自动控制,机电一体化方面与国外差距较大,再者用于制造超细研磨设备的材料及制造工艺与国外尚有一定的差距。
超细粉体的表面改性工作,我国已开展了一定的研究,而复合超细粒子的制备技术则刚刚起步,与先进国家相比则差距较大。
因此对国内研究人员来说,面临的任务是艰巨的,要迎头赶上先进国家必须要下大的决心,花大力气研究出适合我国国情的粉碎新设备,以满足市场日益增长的需求。
2.1 气流式粉碎机气流式粉碎机是在高速气流作用下,物料通过本身颗粒之间的撞击,气流对物料的冲击、剪切、摩擦等作用以及物料与其它部件的冲击、摩擦、剪切作用而使物料粉碎。
随着科学技术的不断发展,人们对这类粉碎机进行了不断的改进,先后出现了扁平式、循环式、对撞式、流化床式、靶式、超音速气流磨等,广泛应用于化工、材料、冶金、非矿、农药、电子、食品、医药、军工等领域。
气流粉碎机在超微粉碎领域的应用虽然仍存在粉碎极限的局限性,以及能量利用率低的缺点,但它仍还在许多领域被用于制造超细粉体。
南京理工大学超细粉体与表面科学研究所研制的G QF系列圆盘式气流粉碎机采取了防止静电和火花产生的措施,内腔是采用导电率高的超硬、高耐磨材料作衬里,克服了目前普通圆盘式气流粉碎机的许多缺点。
因此,特别适用于易燃易爆材料、热敏性材料的超细化。
另外对该机的磨腔进行了优化设计,所以其产品较普通圆盘式气流粉碎机生产出的产品更细。
2.2 高速旋转撞击式粉碎机高速旋转撞击式粉碎机由于结构及作用力方式不同又分为销棒粉碎机、摆锤式粉碎机、轴流式粉碎机等。
这种类型的粉碎机主要是利用高速旋转的部件产生强大的强冲击力、剪切力、摩擦力而使物料被粉碎。
如配以合适的分级装置并进行循环粉碎,则可以获得理想的超细粉体。
这种类型的粉碎机由于结构简单、占地面积小、操作方便、生产能力大、生产成本低、能耗低、易拆卸保养、价格较低廉而深受用13第29卷第1期 刘宏英等:超细粉体的应用及制备户欢迎。
目前已广泛应用于化工、药品、材料、冶金、食品等行业。
此类粉碎机超细程度好,可使物料粉碎到10μm以下。
这种类型的粉碎机不仅用途广,而且安全可靠。
并可一机多用,具有粉碎、分散、混合、输送等多种功能。
因此国内外对这类粉碎机的研究较充分,而且粉碎形式多样化。
根据其粉碎方式可分为干式粉碎机型及湿式粉碎机型。
例如南京理工大学超细粉体与表面科学技术研究所研制的LS型液固式流能粉碎机,适用于易燃易爆材料,如火药、炸药、涂料等。
如研制的G SF型高速粉碎机,适用于中药材及食品的粉碎。
对于纤维及韧性材料,则需要采用相对旋转粉碎方式进行粉碎。
2.3 搅拌研磨机搅拌研磨机是依靠磨腔中机械搅拌棒、齿或片带动研磨介质运动,利用研磨介质间的挤压力和剪切力使物料粉碎。
同常规球磨机相比,搅拌式研磨机采用高速度和高介质充填率及小介质球尺寸,小介质球提高了超细物料的研磨效率,适用于不同产品粒度和物料性质的各种搅拌式研磨机。
特别是立式搅拌研磨机,以其结构简单、操作容易、维护方便等优点成为目前工业上应用最广泛的细磨设备之一。
南京理工大学超细粉体与表面科学技术研究所设计出了一种LG型直立式搅拌研磨粉碎机,该机可使MnO2粉碎到d97<1μm、重质碳酸钙及高岭土d98<2μm、猛炸药d98<1μm而且安全可靠。
3 超细粉体分级技术进展在现代各工业领域的使用中,往往要求超细粉体产品处于一定的粒度范围。
粉碎过程中往往只有一部分产品达到了要求,而另一部分还需要继续粉碎。
如果不及时排出细粉,往往引起能源浪费,且有过粉碎现象。
当颗粒细化到一定程度后,出现粉碎与团聚的现象,甚至因颗粒团聚变大而使粉碎工艺恶化。
解决这一问题的关键是设置超分级设备,与超细粉碎机配合使用,将合格的细产品及时分离出来,粗粒返回再粉碎,以提高粉碎效率降低能耗。
随着所需粉体细度的提高和产量的增加,分级技术的难度也越来越高,粉体分级问题已成为制药机械制备粉体技术发展的关键[5]。
在不同的分级原理下,可得不同的分级粒径。
干式机械分级通常都是以干燥空气作为介质。
到目前为止,能在工业领域实际应用的干式机械分级装置,都是基于离心力场的分级原理而设计的。
最典型的方法是在各种分级设备内引入特定的机械运动装置,以增大颗粒在分级机内所受到的离心力,达到提高分离因素、增加分级速度、提高分级精度等目的。
这类分级装置通常采用圆盘、叶轮或涡轮等作为分级机的运动部件,以产生强大的离心分级力场。
研究表明对于微米材料来说采用重力分级能实现理想的分级效果,而对于亚微米及纳米材料来说是不能实现理想的分级效果。
其原因是由于粒径都很小,而粒径与粒径之间的差所引起的重力或离心力的差也很小,因而无法实现大小不同的粒径粒子的分级。
目前研究较多且有一定价值的分级原理有微孔隙分级、膜分级、磁场力分级、热力场分级等等。