第二章 粉体制备

1、Ji Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering第二章粉体制备第二章粉体制备0.概述概述颗粒表面能与粉料的活化颗粒表面能与粉料的活化晶体中质点的活性与位置的关系晶体中质点的活性与位置的关系粉碎是工艺的需要粉碎是工艺的需要只有当坯料达到一定的细度时，才只有当坯料达到一定的细度时，才有可能具备必要的成型性能，细碎可使有可能具备必要的成型性能，细

2、碎可使制品的烧结温度降低，致密度提高，材制品的烧结温度降低，致密度提高，材料性能得到改善。料性能得到改善。Ji Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering颗粒分割与表面增长颗粒分割与表面增长Ji Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Mat

3、erials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering第一节第一节 破破 碎碎(粗、中碎粗、中碎)一、破碎的概念一、破碎的概念二、破碎的方式二、破碎的方式Ji Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering三、破碎比三、破碎比(crushing

4、rate)平均破碎比：平均破碎比：公称破碎比：公称破碎比：总破碎比：总破碎比：oiDDI nJjII1Ji Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering四、粒度的表征与测量四、粒度的表征与测量1.单颗粒粒径单颗粒粒径2.颗粒群平均直径颗粒群平均直径3.体视学原理体视学原理在粒度分析中的应用在粒度分析中的应用NEXTJi Shidong-Col

5、lege of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering体视学基本原理体视学基本原理对于一个随机样品来说，可以证对于一个随机样品来说，可以证明一个相的体积分数等于整体样品的明一个相的体积分数等于整体样品的一块随机平面上这个相的横截面面积一块随机平面上这个相的横截面面积的分数；如通过该样品画一条随机直的分数；如通过该样品画一条随机直线，则该相的体积分数也等于该相交线，则该相的体

6、积分数也等于该相交于随机直线的直线分数，又等于沿穿于随机直线的直线分数，又等于沿穿过相内的体积或经过横截面面积的一过相内的体积或经过横截面面积的一条直线上随机分布的点的分数。条直线上随机分布的点的分数。VVAALLPP BACKJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering五、常用的破碎设备五、常用的破碎设备颚式破碎机颚式破碎机圆锥式破碎

7、机圆锥式破碎机辊式破碎机辊式破碎机锤式破碎机锤式破碎机反击式破碎机反击式破碎机笼式破碎机笼式破碎机Ji Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering第二节粉磨（细碎）粉磨（粉磨（grinding)作业是在外力作作业是在外力作用下，通过冲击、挤压、研磨等克服用下，通过冲击、挤压、研磨等克服物体变形时的应力与质点之间的内聚物体变形时的应力与质点之

8、间的内聚力，使块状物料变成细粉的过程。其力，使块状物料变成细粉的过程。其所需的功除用于克服应力、内聚力，所需的功除用于克服应力、内聚力，并使物料生成新的表面，转变为固体并使物料生成新的表面，转变为固体的表面能外，大部分则转变为热量等的表面能外，大部分则转变为热量等散失于空间。主要的设备是：散失于空间。主要的设备是：球磨机球磨机NEXTJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Material

9、s Science&Engineering球磨机球磨机球磨机的工作原理、特点、类型研磨体的运动Ji Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering水泥工业粉磨现状输入磨机进行粉磨作业的功转变输入磨机进行粉磨作业的功转变为有效粉碎功非常少（一般仅占为有效粉碎功非常少（一般仅占13%，最高不超过，最高不超过15%）水泥生产中，每生产水泥生产中，每生

10、产1T水泥需要水泥需要粉磨各种物料达粉磨各种物料达3T左右，使粉磨电左右，使粉磨电耗占水泥生产总电耗的耗占水泥生产总电耗的6070%Ji Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering影响磨机产量的主要因素影响磨机产量的主要因素入磨物料的性质入磨物料的性质助磨剂助磨剂粉磨产品的细度粉磨产品的细度设备和设备和流程流程研磨体研磨体干法磨机通风干法磨

11、机通风干法磨水冷却干法磨水冷却磨机的操作磨机的操作GOJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering粉磨作业流程开路系统开路系统闭路系统闭路系统BACKQTK Ji Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science

12、&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering陶瓷工业粉磨现状陶瓷工业粉磨现状以间隙式球磨机为主，目前趋向大吨位化以间隙式球磨机为主，目前趋向大吨位化各种超细粉碎设备应用得到推广各种超细粉碎设备应用得到推广 机械式：机械式：振动磨、搅拌磨、冲击磨振动磨、搅拌磨、冲击磨 流能式流能式扁平式、循环管式、流化床式扁平式、循环管式、流化床式Ji Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&En

13、gineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering第三节分级第三节分级概述概述筛分分级筛分分级流能分级流能分级Ji Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering第四节超微粉合成第四节超微粉合成一、固相法制备粉末一、固相法制备粉末1.化合反应法化合反应法2.热分解反应法热分解

14、反应法特点：固相反应的最小反应单元取决于固体特点：固相反应的最小反应单元取决于固体物质颗粒的大小，反应在接触部位所限的区域物质颗粒的大小，反应在接触部位所限的区域内进行，生成相对反应进程有重要影响。此外，内进行，生成相对反应进程有重要影响。此外，如反应在高温条件下进行，则接触部位反应物如反应在高温条件下进行，则接触部位反应物的扩散凝集易导致颗粒粗大化。故以固相反应的扩散凝集易导致颗粒粗大化。故以固相反应制备超微粉，须先将反应物制成超微粉，再通制备超微粉，须先将反应物制成超微粉，再通过固相反应合成新的超微粉。过固相反应合成新的超微粉。 Ji Shidong-College of Material

15、s Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering二、液相法制备粉末二、液相法制备粉末1.沉淀法沉淀法直接沉淀法、均匀沉淀法、共沉淀法、醇直接沉淀法、均匀沉淀法、共沉淀法、醇盐水解法、特殊沉淀法（溶胶凝胶法、凝胶盐水解法、特殊沉淀法（溶胶凝胶法、凝胶沉淀法）沉淀法）2.溶剂蒸发法溶剂蒸发法冰冻干燥法、喷雾干燥法、喷雾热分解法冰冻干燥法、喷雾干燥法、喷雾热分解法Ji Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&EngineeringJi Shidong-College of Materials Science&Engineering三、气相法制备粉末三、气相法制备粉末蒸发凝聚法（蒸发凝聚法（PV