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粉体常识_百度文库

       

  粉体常识_材料科学_工程科技_专业资料。一、引言? 粉碎是粉体技术中比较古老的一项,它从各种粮食饲料的粉碎设备普及应用,发 展到适应原料多样化和设备大型化以及大型设备节能化的历程, 现在逐渐将目标 瞄向超细粉碎和通过粉碎来改变原料的特性。

  一、引言? 粉碎是粉体技术中比较古老的一项,它从各种粮食饲料的粉碎设备普及应用,发 展到适应原料多样化和设备大型化以及大型设备节能化的历程, 现在逐渐将目标 瞄向超细粉碎和通过粉碎来改变原料的特性。 超细粉碎技术因现代高技术新材料 产业的崛起而发展, 反过来又促进相关高技术新材料产业的更大进步,以至在全 球范围内, 自 20 世纪 80 年代初以来各种超细粉体原料的需求量呈快速增长。据 统计,我国在 90 年代末之前,非金属矿物超细粉体产品还不足 5 万 t 吨,到 20 00 年已超过 100 万 t。 且粉体加工技术应用从单纯的非金属矿物逐渐扩展到冶金、 化工、建材、矿业、轻工、食品、医药、机械、农业等部门,贯穿了几乎国民经 济的各方面! 超细化仅仅是粉体加工技术之一,超细粉体原料的应用领域远没有 拓展, 有很多空白的领域需要去开发, 在相关领域的应用将形成新的技术创新点。 ? 根据聚集状态的不同,物质可分为稳态、非稳态、亚稳态三类。稳态:通常块状 物质是稳定。? 非稳态: 粒度在 2nm 左右的颗粒是不稳定的,在高倍电镜下观察其结构是处于不 停的变化。? 亚稳态:粒度在微米级左右的粉末都处于亚稳态。? 二、超细粉体的特性? 粉体作为固体物料的特殊形式,广泛存在于自然界、工业生产和人们的生活中。 宏观上的粉体在微观上都是由数个细小的颗粒组成的, 颗粒微细化和功能化的量 变过程促成了粉体宏观特性的质变,为粉体材料和相关产品带来许多新性能:? 1)比表面积大(因粒度较小) 表面能也增加,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, 参与反应速度可明显加快, 具有良好化学反应性。 ? 3)熔点低 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,这种粒子已成为一个永久 磁体,具有较大的矫顽力。? 5) 光吸收性和热导性好 大多数超细粉体在低温或超低温下几乎没有热阻,这在 超低温工程研究上具有重要意义。? 三、超细粉体的应用? 超细粉不仅本身是一种功能材料, 而且为新的功能材料的复合展现了广阔的应用 前景,广泛应用于许多高新技术领域。? 1)智能微尘 从肉眼观察和传统思维来看,一粒尘埃可能是最微不足道的,但不 久的将来,我们身边的某一粒沙子有可能就是“智能微尘”,它的大小、外观与 沙粒没有多少区别,里面却安装有探测器、传感器、处理器、电池、存储、发射 器等一系列功能模块, 是一部功能齐全的综合电子侦察系统。它是具有一定智能 却又微小如尘的武器。它集当今电子信息、机械、材料、能源、精确自动控制等 尖端技术之精华,其体态微小,动如蝇飞蛇爬,静似沙石残粒,隐蔽性极强。它 功能齐全而成本低廉, 将在军事上得到广泛应用。在和平时期可混杂在各种物品 内轻易带入它国,由间谍情报人员或其他人员将它带入党、政、军要害部门、大 型兵器和新型武器实验场等,以实时掌握党、政、军重要决策,部队调动。在战 时,它可以用飞机、导弹、大炮等进行大量布设,使敌军每辆坦克,每门炮火, 甚至每个士兵身上都可能粘有智能尘,将行动置于乙方的掌握之中。对某些地下 指挥所等,可遥控智能微型爬行器——电子蟑螂,其内部活动必将一目了然。目 前美国防部已着手进行此类产品的原型测试工作,有些可能已在:“反恐”行动 中投入试验性应用。纳米技术既提高攻的能力,又提高防的能力,这就使拥有高 技术国家的矛更易攻破技术落后国家的盾, 而技术先进国家的盾却难以被技术落 后国家的矛所攻破。? 2)在消防灭火技术中,常用干粉灭火剂粒度在 10~75μ m 之间,这种粒子弥散性 相对较差,比表面积也相对较底。因此,制备在着火空间可以均匀分散、漂浮的 超细粉体, 保证组份粒子的活力,降低单位空间灭火剂使用量是提高干粉灭火剂 能的一种很有效的方法,是干粉灭火剂的一个很好的发展方向。据文献报道,某 国公司已研制出粒度在 5μ m 以下的乙碳酸氢钾为基料的超细粉体灭火剂,并做 了全淹没灭火实验,其灭火效能是普通干粉灭火剂的 6~10 倍。这一实验结果表 明,当干粉灭火剂的粉体粒度达到一定值时,其灭火效能可大大提高。? 3)在中药领域和保健食品中,利用粉体工程的高新技术,对中药材进行了有条 件的超细粉碎、包覆和微粒化加工,达到保留有效成分的微粒细化目的,减少中 药资源浪费。处理后的中药材具有独特的小尺寸、表面或界面效应等,从而表现 出许多优异的药用性能:大大提高了有效成分的溶出速度和利用率,提高药效, 服用方便,避免了繁杂的煎煮。包覆技术可以保护药物颗粒表面不易氧化破坏, 延长药物的保质时间。? 率骨作为钙营养要素的丰富源泉,它还含有蛋白质、脂肪、维生素及其他营养物 质。为了更有效地吸收这些营养成分,就需要采取一定的措施,使之更利于人体 吸收, 超细粉碎技术就是解决吸收问题的有效方法之一。由超细粉碎得骨粉与其 他方法生产出的骨粉相比,蛋白质含量明显高于其他几种,而脂肪含量却很低; 另一个特点是灰分含量显著提高,这是超细粉碎的优势所在。鲜骨超细粉碎加工 技术,克服了传统加工方法的不足,保存了鲜骨中全部的营养:高钙低脂、全营 养、全天然、超细微、吸收率高、保鲜期较长,是一种新型全天然补钙保健食品。 ? 4)在无机矿物填料中的应用。一般来说,作为填料使用的粉体越细越好,细度 增加有助于粉体在本体中的分散,并充分发挥增量、补强、耐磨等功能。超细粉 体颗粒尺寸小,比表面积大,位于表面原子占相当大的比例。极大的表面积使处 于表面的原子数越来越多, 大大增加了粒子的自身活性。粒子表面活性高的原因 在于它缺少近邻配位的表面原子,极不稳定,很容易与其它原子结合。因此,对 无机矿物进行超细粉碎能增大它们与橡胶的润湿性、相溶性、稳定性,从而提高 无机矿物作为补强填料的补强性能。 不同粒径的轻质碳酸钙在橡胶制品中的作用 也不同, 小于 0.2μ m 的超微细粒具有补强作用,而大于 5μ m 的颗粒没有补强作 用,却只起增量作用。? 四、超细粉体的国际市场? 超细粉碎与非金属矿产品的关系早在“八五”计划中就指出:“开发建材非金属 及无机非金属新材料资源的综合利用和产品深加工技术,提高产品质量”。“争 取创造出一批深加工的拳头产品(如石墨、滑石、石膏、云母、高岭土等)”。 其中超细滑石粉、高纯超细磷片、石墨原料、硅灰石针状粉等,在国外市场上不 仅销路好,而且价格高。例如:出口一吨滑石块售价仅 50 美元,加工成医用或 化妆品用的改性滑石粉售价达 300 美元,增值 6 倍。出口一吨普通石墨仅 450 美元,超细加工成酸化石墨卖到 2000~3000 美元,加工成石墨纸可卖到 5000~80 00 美元,增值 10 多倍。再如:出口一吨云母渣只有 100 美元,加工成云母纸可 卖到 4000 美元,增值 40 倍,加工成云母板可卖到 40000 美元,增值 400 倍。? 许多工业矿物填料,粒度越细,它赋予产品的性能越好,因此各国都非常重视非 金属矿的超细粉碎和研制新型的超细粉碎设备。 粉体颗粒大小称颗粒粒度。由于颗粒形状很复杂,通常有筛分粒度、沉降粒度、 等效体积粒度、 等效表面积粒度等几种表示方法。筛分粒度就是颗粒可以通过筛 网的筛孔尺寸,以 1 英寸(25.4mm)宽度的筛网内的筛孔数表示,因而称之为 “目数”。目前在国内外尚未有统一的粉体粒度技术标准,各个企业都有自己的粒 度指标定义和表示方法。在不同国家、不同行业的筛网规格有不同的标准,因此 “目”的含义也难以统一。 目前国际上比较流行用等效体积颗粒的计算直径来表示粒径, 以 μm 或 mm 为单 位。 下表为我国通常使用的筛网目数与粒径(μm)对照表。 目数(mesh) 微米(μm) 2.5 7925 12 1397 60 246 325 47 3 5880 14 1165 65 220 425 33 4 4599 16 991 80 198 500 25 5 3962 20 833 100 165 625 20 6 3327 24 701 110 150 800 15 7 2797 27 589 180 83 1250 10 8 2362 32 495 200 74 2500 5 9 1981 35 417 250 61 6250 2 10 1651 40 350 270 53 12500 1 目数”是丝网的规格单位,是指 1 英寸(25.4 毫米)的长度上,有多少个孔目。 而毫米就是一个简单的长度单位。 如果说 1 毫米上有几个孔目,这样说的话,长度单位太小,这个行业的人也听 不懂,还要去换算,没有实际意义。 由于丝网制作有相应的技术标准,不同大小的目数的丝网有规定的金属丝的直 径,所以简单的说出不同目数的丝网,每一个孔不算金属丝的实际毫米数,不是 行业内的人,是说不出来的。 100 目等于 150 毫米 200 目等于 75 毫米 300 目等于 53 毫米 颗粒目数的定义: 所谓目数,是指物料的粒度或粗细度,一般定义是指在 1 英寸*1 英寸的面积内有多少个网 孔数,即筛网的网孔数,物料能通过该网孔即定义为多少目数:如 200 目,就是该物料能通 过 1 英寸*1 英寸内有 200 个网孔的筛网。以此类推,目数越大,说明物料粒度越细,目数 越小,说明物料粒度越大。 筛孔尺寸与标准目数对应: 筛孔尺寸:4.75mm 标准目数: 4 目 筛孔尺寸:4.00mm 标准目数: 5 目 筛孔尺寸:3.35mm 标准目数: 6 目 筛孔尺寸:2.80mm 标准目数: 7 目 筛孔尺寸:2.36mm 标准目数: 8 目 筛孔尺寸:2.00mm 标准目数:10 目 筛孔尺寸:1.70mm 标准目数:12 目 筛孔尺寸:1.40mm 标准目数:14 目 筛孔尺寸:1.18mm 标准目数:16 目 筛孔尺寸:1.00mm 标准目数:18 目 筛孔尺寸:0.850mm 标准目数:20 目 筛孔尺寸:0.710mm 标准目数:25 目 筛孔尺寸:0.600mm 标准目数:30 目 筛孔尺寸:0.500mm 标准目数:35 目 筛孔尺寸:0.425mm 标准目数:40 目 筛孔尺寸:0.355mm 标准目数:45 目 筛孔尺寸:0.300mm 标准目数:50 目 筛孔尺寸:0.250mm 标准目数:60 目 筛孔尺寸:0.212mm 标准目数:70 目 筛孔尺寸:0.180mm 标准目数:80 目 筛孔尺寸:0.150mm 标准目数:100 目 筛孔尺寸:0.125mm 标准目数:120 目 筛孔尺寸:0.106mm 标准目数:140 目 筛孔尺寸:0.090mm 标准目数:170 目 筛孔尺寸:0.0750mm 标准目数:200 目 筛孔尺寸:0.0630mm 标准目数:230 目 筛孔尺寸:0.0530mm 标准目数:270 目 筛孔尺寸:0.0450mm 标准目数:325 目 1 英寸=25.42mm 。 25.42mm 面积内筛孔(单孔)尺寸 4.00mm,通过筛孔的砂粒标准目数就是 5 目。 目数跟筛号是一个东西,两个原理一样,但一个是英制,一个是公制。破碎过筛,在紫砂工 艺的变革中,也是起着关重要的作用!颗粒的甄别,通过肉眼是可以正常区分的,紫砂的目 数自起源至如今,大致基本锁定在:20----120 目的范围,过粗过细具会对紫砂的工艺步骤, 造成影响。粗颗粒与细颗粒的接触表面积相比,越粗接触面积越小,相反则越大,尤其是在 烧成中的显示出的反应差别也是非常大的!