粉体工程复习

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粉体总复习

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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。

粉体工程复习资料

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一、名词解释1、粉体:由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群体。

2、颗粒:能单独存在并参与操作过程,还能反应物料某种基本构造与性质的最小单元。

3、颗粒形状系数:在表示颗粒群性质和具体物理现象、单元过程等函数时,把与颗粒形状有关的诸多因素概括为一个修正系数加以考虑,该修正系数即为形状系数。

(有体积形状指数、表面积形状指数、比表面积形状指数)4、颗粒形状指数:表示单一颗粒外形的几何量的各种无因次组合。

5、粒度分布:指将颗粒群用一定的粒度范围按大小顺序分为若干粒级,各级别粒子占颗粒群总量的百分数。

6、破坏包络线:对同一粉体层的所有极限摩尔圆可以做一条公切线,这条公切线成为破坏包络线。

7、填充率:粉体所占体积与粉体表观体积的比值。

8、球形度:与颗粒等体积的球和实际粉体的表面积之比。

9、孔隙率:粉体层中空隙所占有的比率。

10、配位数:某一个颗粒与周围空间接触的颗粒个数。

11、极限应力状态:在粉体层加压不大时,因粉体层的强度足以抵御外界压力,此时粉体层外观不起变化,当压力达到某一极性状态时,此时的应力称极限应力。

粉体层就会突然崩坏,这与金属脆性材料的断裂是一致的。

12、库仑粉体:分体的破坏包络线呈一条直线,称该粉体为库仑粉体。

13、粘附性粉体:破坏包络线不经过坐标原点的粉体称为粘附性粉体。

14、主动受压粉体:由于重力作用在崩塌前将其支撑住,在崩塌时临界状态称主动态,最小应力在水平方向。

15、被动受压粉体:粉体延水平方向压缩,当粉体呀倾斜向上压动时的临界状态称为被动状态,最大主应力在水平方向。

16、堆积:17、安息角/休止角: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。

(安息角越小,粉体的流动性越好)18、均化:物料在外力作用下发生速度和方向的改变,使各组分颗粒得以均匀分布。

19、粉体流动函数:固结主应力与开放屈服强度存在着一定的函数关系。

20、静态拱:物料颗粒在出口处起拱,此时正好承受上面的压力这样流动停止,此时孔口处处于静止平衡状态。

粉体工程复习资料

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太原理工大学矿院矿物加工粉体工程复习资料你懂的。

1.纳米材料又称为超微颗粒材料,由纳米粒子组成。

纳米粒子也叫超微颗粒,一般是指尺寸在1~100nm间的粒子,它具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。

①表面效应:随着粉体粒径的减小,其特性不仅取决于固体本身,而且还与表面原子状态有关,称其为表面效应。

②小尺寸效应:随着颗粒尺寸的量变,在一定条件下会引起颗粒性质的质变,由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。

③量子尺寸效应:指当粒子的尺寸下降到某一值时金属费米能级附近的电子由准连续变为离散的现象。

④宏观量子隧道效应隧道效应是基本的量子现象之一,即当微观粒子的总能量小于势垒高度时,该粒子仍能穿越这一势垒。

近年来,人们发现一些宏观量如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量及电荷也具有隧道效应,他们可以穿越宏观系统的势阱而产生变化,故称之为宏观量子隧道效应。

2、颗粒的结构原级颗粒聚集体颗粒(硬团聚颗粒)凝聚体颗粒(软团聚颗粒)絮凝体颗粒①原级颗粒:最先形成粉体物料的颗粒。

又称一次颗粒或基本颗粒。

它是构成粉体的最小单元。

它能真正反映出粉体的固有性能。

②聚集体颗粒(硬团聚颗粒):由许多原级颗粒靠着某种化学力其表面相互连接而堆积起来。

例如:粉体在高温脱水。

聚集体颗粒的比表面积比构成它的原级颗粒的表面面积和要小。

聚合体颗粒各原级颗粒间彼此结合牢固,必须用粉碎的方法才能使其分开。

③凝聚体颗粒(软团聚颗粒):棱角相连,结合力弱(范德华力,静电力)。

表面积变化不大。

如湿法合成干燥后的粉体。

凝聚体颗粒比较疏松,通过研磨或者高速搅拌可使之解体。

④絮凝体颗粒:粉体在液相介质中分散,由于颗粒间的各种物理力,使颗粒松散的聚合在一起所形成的粒子群,称絮凝体颗粒。

如受潮后的粉体结块,淀粉在水中变粘。

絮凝体颗粒很容易被微弱的剪切力解絮,也很容易在表面活性剂的作用下分散开来。

3、常用的“演算直径”有轴径、球当量径、圆当量径和统计径四类。

粉体工程(总复习)

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n=1000 100
通常在粒级的划分中,几何级数较算数级数优先。 因为大多数粉体的粒度分布的峰值偏向于小粒级方向, 因此,在小粒级范围的分割区间可密集一些。
粒度累积分布图

用粒度分布方程(粒度特性方程)描述粒度分布规 律
◦ ◦ ◦ ◦ 有限、离散→无限、连续 便于定量分析 若函数选择或拟合不当会引起较大的分析误差 可推出各种平均粒径、比表面积、单位质量颗粒数等参数 正态分布 Rosin-Rammler分布 Gates-Gaudin-Schumann分布 ……

粒度分布方程是以实验分析为基础的经验式
◦ ◦ ◦ ◦
(1)正态分布 钟形对称曲线(高斯曲线) 某些气溶胶和沉淀法制备的粉体近似复合这种分布
频度分布函数: 筛下累积分布函数:
1 ( D D )2 f ( D) exp[ ] 2 2 2 D 1 ( D D)2 U ( D) exp[ ]dD 2 Dmin 2 2
D n 筛上累积分布函数: R( D ) 100exp (%) De
若取 b De
n
R( D) exp( bD n )(%)
D:粒径; De:特征粒径
(4)Gates-Gaudin-Schumann分布 对于某些粉碎产品,如颚式破碎机、辊式破碎机和棒 磨机等粉碎产品,其粒度分布符合较好
2.3.1 颗粒的表面性状 液体——表面光滑 固体——表面粗糙、不规则 原因:液体抗剪切形变能力远小于固体,实质是液体 分子间作用力远小于固体 液体表面张力>剪切强度 光滑的液体表面 固体表面张力<<剪切强度 表面张力不能改变 固体表面的状态,其形貌决定与其形成条件

单位体积(或单位质量)粉体所具有的颗粒总表面积

粉体工程-复习资料

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《粉体工程》总复习一、基本概念粉碎过程: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:定量描述固体物料经某一粉碎机械粉碎后,颗粒尺寸大小变化的参数多级粉碎比:原料粒度与最终粉碎产品的粒度之比粉体的休止角:粉体堆积层的自由斜面在静止的平衡状态下,与水平面所形成的夹角选粉效率:选粉设备出口中某一粒级的细粉量与选粉机喂料量中该粒级的含量之比,选粉设备分选出合格的物料质量 /进入选粉设备的全部合格物料的总质量=E=m / M循环负荷率:选粉机粗粉(G)与细粉(Q)之比,粗颗粒回料的质量 / 该级粉碎(磨)产品的质量=K=G / Q 粉碎平衡:粉碎过程中粗颗粒细微化过程与微细粉体凝聚过程的平衡开放屈服强度:与自由表面相垂直的表面上只有正应力而无切应力流动函数:表示松散颗粒粉体的流动性能:开放屈服强度:预密实应力ccffFFσσ=流动函数FF<2 2<FF<4 4<FF<10 FF>10粉体的流动性强粘附性流不动有粘附性不易流出易流动自由流动粉体的团聚性强团聚性团聚性轻微团聚性不团聚粒度分布:表征多分散体系中颗粒大小不均一的程度 (或表示粉体中不同粒径区间颗粒的含量)累积分布:大于或小于某一粒径的颗粒在全部颗粒中所占的比例偏析:粉体颗粒在运动、成堆或从料仓中排料时,由于粒径、颗粒密度、颗粒形状、表面性状等差异,粉体层的组成呈不均质的现象钳角:颚式破碎机动颚和定颚间的夹角α称为钳角,钳角a指两锥面间的夹角(圆锥破碎机)。

物料与两辊接触点的切线的夹角α称为辊式破碎机的钳角。

摩擦角:由于颗粒间的摩擦力和内聚力而形成的角统称为摩擦角。

粗糙度系数:R = Ar / Ag 式中Ag为几何表面,Ar为实际表面,R值影响粒子间的摩擦、粘附、吸水性等物化性能易磨性系数:表示粉磨的难易程度量标准物料单位功率的产物料单位功率的产量标物==qqKm标准偏差:表示数据波动幅度tdS:数据的数量xi:每个数据的数值整体流:仓内整个粉体层能够大致上均匀流出漏斗流:只有料仓中央部分产生流动,流动区域呈漏斗状,使料流顺序紊乱,甚至有部分粉体停滞不动空隙率:是粉体中空隙所占有的比率粒子内空隙率:e内=(Vg-Vt)/ Vg =1-rg / rt粒子间空隙率:e间=(V-Vg)/ V = 1- rb/rg 总空隙率:e总=(V -Vt)/ V =1- rb/rt。

《粉体工程》复习题及答案

《粉体工程》复习题及答案

《粉体工程》复习题及答案1.2.3.4.5.6.7.平均粒径的表示方法有哪几种?p9粉体的粒度原产的测定方法存有哪些?其测量基准和测量范围就是什么?p16-试用斯托克斯定律表明用下陷法测定颗粒粒径的原理。

p22形状系数和形状指数的意义就是什么?p12用等大球体的规则充填和不规则充填,及不等大球的充填试验研究结果,说明如何才能获得最紧密充填?p35颗粒密度是如何定义的?何谓真密度,表观颗粒密度?它们之间的区别在哪里?p37-38熟料过程中球磨机筒体具备同一输出功率,而工艺建议各仓内研磨机必须呈圆形相同运动状态,应当使用哪些措施去化解这对矛盾,确保磨机的最佳工作状态。

①细搓仓以碎裂能力居多,建议研磨肝益抛落式运动,粗搓仓以熟料能力居多,建议研磨肝益糠落式运动居多;②调节研磨体的运动状态主要就是在相同的仓中采用相同的衬板;(举例)③调整外木仓板的边线、研磨体的装载量及以确保磨机的最佳工作状态。

8.为什么鄂式破碎机偏心轴的转速过高和过低都会使生产能力不能达到最大值?理论分析最大生产能力对应的转速应满足什么假设条件?偏心轴转一圈,动颚往复摆动一次,前半圈为破碎物料,后半圈为卸出物料,条件:当动颚后退时破碎后物料应在重力作用下全部卸出,而后动颚立即返回破碎物料,故转速过高或过低都会使生产能力不能达到最大值。

假设条件为物料卸出为自由落体运动,其时间等于动颚后退的时间。

11、在通过式挑选粉机中存有两个挑选粉区,表明:①它们的各自边线;②在相同挑选粉区的分级原理:③何为最轻拆分粒径?在通过式挑选粉机中存有两个挑选粉区,一个就是内外壳之间的细拆分区,在此区主要依靠重力拆分;另一个就是在内壳体内的拆分区,主要在离心力的促进作用下拆分;当颗粒并作Vergt下陷的Vergt速度与气contribution方向速度在数值上成正比时,这时的颗粒粒径就是最轻拆分粒径。

9.粉碎比是如何定义的?何谓公称粉碎比?破碎机的破碎比与公称粉碎的关系如何?多级破碎时的总破碎比如何计算?平均粉碎比:物料粉碎前的平均粒径d与粉碎后的平均粒径d之比,用符号i表示。

粉体工程复习要点

粉体工程复习要点

1、粉体的基本概念与存在形式(粉体团聚的种类如软硬团聚的作用机理)、粉磨流程的形式(开路、闭路)与应用范围
颚式(如颚角的定义及对生产能力的影响)、反击式破碎机的结构(与锤式破碎机的区别)、破碎原理
RRB公式、坐标的定义和各系数的物理意义
各类粒径的定义、表达式(如单个颗粒的单一粒径的分类及表达式、形状指数的分类定义)
各种密度的定义,表达式(真实密度、体积密度、孔隙率中V D的意义)1.各种堆积方式的定义及形式(如等径球形颗粒的排列方式)
2.摩擦角的定义等
粉体力学中的莫尔圆及其坐标、破坏包络线的定义等、粉体储存计算相关公式物理意义(如詹森粉体压力式的物理意义、压力饱和现象)。

卸料过程中的整体流和漏斗流等定义
破碎机械的基本概念(如粉碎比的各种定义与表达式、各种破碎方式);颚式破碎机的两种简图
粉碎功耗理论分类及基本内容、适应范围(如体积学说适用于粗中碎);破碎与粉磨的产出粒度
球磨机的结构特征及选型参数、研磨体运动规律(如隔仓板作用、脱离角等基本概念、临界转速与理论适宜转速的经验公式(注意公式中D0的物理意义)、衬板的结构方式及适用范围(如阶梯衬板适用于粗磨仓)
气动输送的定义、原理、结构和关键部分
机械式粉体输送设备的构造和应用范围等(如螺旋或皮带式输送设备的结构适应范围12章)
各类收尘器的结构、特征(如袋式收尘器的透气层组成等收尘效率)与适用范围(如大于50um和1um用什么收尘器来收集)
混合过程的原理与分料的分类及定义
粉尘的定义和分类。

粉体工程复习重点

粉体工程复习重点

(1) 三轴径利用外接长方体的长、宽、高定义粒子尺寸称三轴径(2) 投影圆当量径以与颗粒轮廓性质相同的圆的直径表示粒度,与投影面积相等的圆的直径称为投影圆 当量径,表示为DH= (4a/n ) 12(3) 球当量径(表面枳球当量径、体积球当量径、比表面枳球当量径)•球当最径:无论从几何学还是物理学的⑩懐来看,环定最 容易处理的。

因此以球为基础,把颗粒着衣相当的于隶。

•与颗粒同体积的球的胃径称为等体积球当量径•dV=(6V/K )V3 (1.1) •与颗粒等表面的球的真径称为等表面积球当量径• dS= (S/TT ) 1/2 (1.2) •圆当量径:以却颗粒投影轮廓性质柑同的圆的直径表示粒 厦。

与颗粒投影血积相聲的圆的頁径称为投影圜当量径 (刃、称 H eywood 径),见 Sl.2(d )c• dH= (4a/TT )1/2•与颗粒投影图形周长相等的圆的冇 •径称为等周长圆当量径dL=L/n (4) 粉体粒度分布的频率分布函数物理意义它表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量,即可理解为在粉体样品中,某一粒度人小 或某一粒度大小范围内的颗粒在样品中出现的百分含量(5) 粉体粒度分布的累枳(筛上或筛卞)分布函数物理意义将颗粒大小的频率分布按一定方式累计,便得到相应的累积分布。

累积筛下:按粒径从小到大进行累枳,一般用“一”表示,表示为小于某一粒径的颗粒 数或颗粒质量的百分数累积筛上:按粒径从人到小进行累积,一般用“ + ”表示,表示为大于某一粒径的颗粒 数或颗粒质量的百分数(6) 频率分布函数和累枳分布函数的关系累积分布函数又称为粒度分布积分函数 频率分布函数又称为粒度分布微分函数累积分布与频率分布之间的关系: 咖=/ 口迥尺(必=j 玖吩込(7)正态分布的频率分布函数表达式、曲线特点及其标准偏差粒径频率分布:才(巧)=一exp (—竽匸)(个数基准)• J2兀“(8)对数正态分布的频率分布函数表达式、曲线特点及其标准偏差(9)由颗粒群某物理特性的定义函数求颗粒群平均粒径(10)假设颗粒群粒度频率分布函数符合对数正态分布,求P15页表2-8中各种平均粒径具体表达式(类似作业,强调推导过程)(13)体积形状系数、表面积形状系数、比表面积形状系数的定义在表征粉末体性质,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▼形状系数的表达:O —般表达式;若以Q表示颗粒平面或立体的參散・.qp为平均粒径.两者的关系为:, e为形状冢数=体积形状系数:以颗粒体积Vp代苦Q,y p= d/ 为体积形状系数。

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|PART1选填&名词解释粉体:①原级颗粒:②聚集体颗粒:③凝聚体颗粒:④絮凝体颗粒:粒度:粉体颗粒所占空间的线性尺寸。

粒径:用某种规定的线性尺寸来表示颗粒粒度,也称颗粒的直径。

(1)取颗粒三维尺寸(重心最低时的长宽高)的平均值:(2)用当量直径表示:(3)统计平均径:(4)粉体的平均粒径:(5)等沉降速度径:与颗粒具有相同密度且在同样介质中有相同自由沉降速度的球的直径。

(6)等阻力直径:与颗粒在同样介质中以相同速度运动时呈现相同阻力的球的直径。

(7)筛分径:颗粒可以通过的最小方筛孔的宽度。

(8)Heywood径:与颗粒投影面积相等的圆的直径形状:以Q表示颗粒或面或立体的参数,Dp为粒径,Q=kDpα,其中k为形状系数,α为形状指数。

粗糙度系数R=粒子的微观实际表面积/表观视为光滑的宏观表面积R>1粒度分布:指将颗粒群用一定的粒度范围按大小顺序分为若干粒级,各级别粒子占颗粒群总量的百分数。

频率分布:某一粒度(Dp)或某一粒度范围内(ΔDp)的颗粒在样品中出现的频率。

累积分布:大于或小于某粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量与该粒径的关系。

筛下累积:按粒径从小到大进行累积,D(Dp)=筛上累积:按粒径从大到小进行累积,R(Dp)=最频径:在频率分布坐标图上,纵坐标最大值时对应的粒径为最频径中位粒径d50:累积分布图上,纵坐标最大值的一半对应的粒径为中位粒径,大/小于d50的颗粒各占一半填充率:粉体颗粒体积(颗粒实体体积和颗粒内部孔隙体积之和,不含颗粒间空隙体积)占填充层体积分数空隙率:颗粒之间的空隙体积占粉体填充层体积的分数壁效应:粉体填入容器中,填充结构受容器壁面影响,在容器壁面附近形成特殊的填充结构,称之为容器的壁效应。

里奇韦和塔巴克发现,紧靠壁面处空隙率较大,此后距离增大,空隙率周期性变化。

而麦吉里则研究了圆筒容器直径和球径执笔超过50时,空隙率几乎成为常数。

摩擦特性:粒子间以及粒子与固体边界表面因摩擦产生的特殊的物理现象和力学性质。

摩擦角:由于颗粒间的摩擦力和内聚力而形成的角统称为摩擦角:内摩擦角、安息角、壁摩擦角、运动摩擦角内摩擦角:破坏包络线与压应力轴的夹角,表示极限应力状态下剪切力和垂直应力的关系。

作用力达到极限值时,粉体层滑移或崩坏。

测定:剪切盒法、三轴压缩法安息角(休止/堆积角):粉体自然堆积时自由表面在静止时与水平面所成最大夹角:排出/注入角法,剪切盒法壁摩擦角:粉体与壁面的摩擦角:剪切盒法滑动摩擦角:粉体置于斜面上,斜面倾斜至粉体开始滑动时,斜面与水平面夹角:剪切盒法动内摩擦角:粉体处于流动状态时,剪切力几乎不变的动摩擦状态,所测得摩擦角为动内摩擦角固定床:当流体速度很小(u f<u mf),粉体层静止不动,流体从相互接触的颗粒间的空隙通过,空隙率不变。

流化床:流速一旦超过u mf时,粉体层开始悬浮运动,床层颗粒不规则运动,称为流化床状态,空隙率增加。

气力输送:a)流体速度增大---->颗粒自由沉降速度,达最高流化速度,颗粒开始被流体带出;b)流速越大,带出颗粒越多,空隙率越大,压降减小;c)颗粒在流体中形成稀相悬浮态,并与流体一起从床层中吹出,该状态称为气力输送状态。

分级:把粉碎后的产品按某种粒度大小或不同种类的颗粒进行分选的操作过程。

分离:将任何形状或密度的固体颗粒或液珠(粒度一般在10-3um)从流体中分离出来的过程。

筛分:将固体颗粒混合物通过具有一定大小孔径的筛面而分成不同粒度级别的过程。

选粉:利用颗粒在流体介质中沉降速度的不同,通过选粉机对颗粒进行分选的过程。

分级效率:分离后获得的某种成分的质量与分离前粉体中所含该成分的质量之比。

分级粒径:理想分级曲线跳跃点,也称切割粒径分级精度:部分分级效率为75%和25%的粉径的比值,衡量分级的精确度超细分级原理:①离心分级②惯性分级③迅速分离④减压分级固气分离:从气体与悬浮细颗粒的混合相中分离出固体颗粒的单元操作,如除尘和收尘,用于气力输送纳米技术:在纳米尺度(1-100nm)上研究、利用物质的特性和相互作用的多学科交叉的科学与技术。

在纳米尺度认识自然界,发现新现象、知识;利用新技术通过直接操纵原子、分子来创造新物质为人类所用。

纳米材料:在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。

纳米材料学:纳米材料的制备与改性、特性与表征、应用与评价。

纳米器件:器件和特征尺寸进入纳米范围后的电子器件,也称纳米电子器件。

纳米技术可以使芯片集成度进一步提高,电子元件尺寸、体积缩小,使半导体技术取得突破性进展,大大提高计算机的容量和运行速度。

纳米效应:①表面效应:纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸减小而大幅提升,粒子表面能以及表面张力也增加,从而引起纳米粒子较大块固体材料性能的变化。

如表面活化使得纳米金属粒子自燃。

②小尺寸效应:颗粒尺寸小到与光波波长、德布罗意波长相当或更小时,就会导致声、光、电、热等性能与材料宏观上物理、化学性质的变化。

如材料的“红移”现象。

③量子尺寸效应:粒子尺寸下降到某一值后,金属纳米微粒的费米能级附近的电子能级由准连续变为离散,半导体纳米微粒存在不连续的被占据的满带和空带之间能隙变宽。

④量子隧穿效应:隧穿是指微观粒子穿过势垒的能力,建立在此效应上的竖直器件是纳米器件的主要部分。

混合:把两种或两种以上的粉体,按不同的目的,用选定的混合机使之均匀分布的操作。

混合机理:①移动混合:粒子成团移动,也称对流混合,分料作用小;②扩散混合:颗粒分布在新出现的表面上,或单个颗粒能增大内在的活动性;分料作用大③剪切混合:粉体内形成滑移面造粒(粒化):是指将粉状物添加结合剂做成具有一定形状与大小的、流动性好的固体颗粒的操作。

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|PART2问答题:一、流动不流动判据(1)开放屈服强度:卸料口形成稳定的料拱在自由表面上的固结强度即为开放屈服强度f c。

F值小流动性好(2)流动/开裂函数FF:固结主应力ɑ1和开放屈服强度f c的关系;表示松散颗粒粉体的流动性能。

(3)流动因数ff:料仓内粉体固结主应力ɑ1和作用于料拱脚的最大主应力ɑ1-之比,描述流动通道或料斗流动性。

意义:①当fc=0时,FF=无穷大,即粉体完全自由流动。

②当ff值越小,料斗的流动条件越好。

流动通道上的密实应力越高,料拱上的应力越低,则流动越低。

流动不流动的判据:流动函数FF和流动因素ff见左图。

当密实主应力ɑ1>临界密实主应力ɑ,位于f c线之上的ɑ1线部分满足流动判据,处于料拱上的应力ɑ1超过料拱强度f c,则发生流动。

当密实主应力ɑ1<临界密实主应力ɑ,应力不足引起破坏,发生起拱。

二、纳米粉体制备:三、整体流和漏斗流:(1)质量流(整体流):料仓中整个粉体层能大致均匀流出,先进仓的物料先流出,物料都处于流动状态(2)漏斗流:料仓中风体层的流动区域呈漏斗形,先加入的物料后流出,甚至有滞留区存在,也称核心流动相同点:都是在重力作用下流动不同点:①整体流先进先出,漏斗流后进先出②整体流中整个粉体层都处于流动状态,漏斗流料流顺序紊乱,甚至有滞留区③整体流中整个粉体层均匀流出,漏斗流中密实应力下,滞留区的颗粒料可以变质或结块④整体流中流速稳定,避免了不稳定流动以及沟流,漏斗流中流速不稳定⑤整体流中偏析问题较轻或消除,漏斗流中会形成料拱或料桥四、偏析:①定义:由于粒径、颗粒密度、颗粒形状、表面形状等差异,粉体层的组成呈不均质的现象称为偏析;②范围:偏析在粒度分布范围宽的自由流动颗粒粉体物料中常发生;π在粒度小于70m 的粉料中却很少见到;粘性粉料在处理中一般不会发生偏析,但包含粘性和非粘性俩种成分的粉料可能发生偏析。

③偏析机理:1)渗流偏析:动态粉体层中颗粒因粒度或密度不同而穿插运动,分为粒度偏析和密度偏析。

2)振动作用:振动槽内的颗粒在振动力作用下偏析,大颗粒向表面上升,小颗粒向下运动至密实。

3)颗粒下落轨迹:如已产生偏析,固定的颗粒下落轨迹将会维持偏析4)颗粒冲撞:颗粒冲撞时,弹性好、粒度大的颗粒偏析于外围,弹性小、粒度小的颗粒靠近供料点处5)安息角的不同:安息角大、流动性差的颗粒集中在料堆中心附近,安息角小,流动性好的颗粒流向外围④防止偏析方法:1)减小料堆斜坡上粉体流动的长度2)减小料仓直径,设置同心状或方板状隔板3)改变投料方式、设置挡板4)加料时,采取活动加料管或多头加料管,使输入物料重新分布和改变内部流动模式卸料时,使用改流体以改变粉体的流型,尽可能模仿整体流,也可采用多通道卸料管五、粉体爆炸的三个条件:(1)可燃性粉尘以适当的浓度在空气中悬浮,形成粉尘云;(2)有充足的空气和氧化剂;(3)有火源或者强烈振动与摩擦。

(1)醇盐水解溶胶-凝胶法制备出TiO2纳米微粒(<=6nm)在室温下40ml 钛酸丁酯逐滴加到去离子水中,水的加入量为256ml ,边而加边搅拌并控制滴加和搅拌速度,钛酸丁脂经过水解,缩聚,形成溶胶。

超声振荡20min ,在红外灯下烘干,得到疏松的氢氧化钛凝胶。

将此凝胶磨细,然后在873K 烧结1h ,得到TiO2超微粉。

(2)以无机盐水解溶胶—凝胶法制SnO2纳米微粒的工艺过程将20gSnCl2溶解在250ml 的酒精中,搅拌半小时。

经l h 回流,2h 老化,在室温放置5d(天),然后在333K 的水浴中干燥两天,再在100℃烘干得到SnO2纳米微粒。

六、XRD 在纳米科技中应用(1)Bragg 方程:n λ=2d Sin θ(Sin θ≤1;λ<2d )能够被晶体衍射的电磁波的波长,必须小于参加反射的晶面的最小面间距的2倍,否则不会产生衍射现象。

波长过短会导致衍射角过小,使衍射现象难以观测,也不宜使用。

常用于X 射线衍射的波长范围为:0.25-5nm (2)XRD 的应用①纳米材料的晶相分析②纳米材料的晶粒尺寸分析:用半峰高计算③纳米介孔结构的测定-小角X 射线衍射为什么非晶体的XRD 衍射花样是馒头峰?Answer :非晶体的结构是近程有序所以有衍射峰,而远程无序,所以峰不尖锐,也就形成了“馒头峰”。

七、团聚定义:聚集、凝聚、絮凝统称为团聚。

团聚的作用:①造粒时有利于制取较大的团聚体颗粒②粒度测定时,影响测定过程③粉体制备时,降低效率,无法获得超细粉体④粉体分离时,团聚使小颗粒混入大颗粒,降低分离效率。

原因:颗粒粒度小,表面原子比例大,比表面积大,表面能大,处于能量不稳定状态,细微的颗粒趋向于聚集在一起.团聚机理:①软团聚:纳米粉体表面分子或原子之间的范德华力和静电引力所致,化学作用或施加机械能的方式消除。

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