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粉體材料微觀本質剖析及粉體技術發展方向
2015年01月30日 發布 分類艦備︰粉體應用技術 點擊量弛砷︰2863
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      粉體是指離散狀態下固體顆粒集合體的形態藹。但是粉體又具有流體的屬性變︰沒有具體的形狀歇,可以流動飛揚等患。正是粉體在加工維忍、處理輕兜久、使用方面表現出獨特的性質和不可思議的現象杯渮,盡管在物理學上沒有明確界定將,可以認為“粉體”是物質存在狀態的第4種形態(流體和固體之間的過渡狀態)鳳。通常粉體工程學研究的對象府,是尺度界于10-9m到10-3m範圍的顆粒刨。本文主要從微觀角度認識一下粉體材料新攻撕,並指出粉體技術的發展方向鉛姐蹋。


      一蹄嗓、粉體材料微觀本質剖析


      從粉體工程學廣泛的應用領域來看靖恐克,以微小顆粒的形式來處理固體物質具有如下顯而易見的幾方面的必要性與有利性貌︰


      1.比表面積增大促進溶解性和物質活性的提高顯踞氦,易于反應處理皆算趁。


      2.顆粒狀態易于流動借守,可以精確計量控制供給與排出和成形吶凍。


      3.實現分散禽搓、混合檔刺磁、均質化與梯度化便,控制材料的組成與構造壩。


      4.易于成分分離娘馮,有效地從天然資源或廢棄物中分離有用成分入。


      為什麼很多貌似普通的材料送,變成粉體之後會產生各種特殊性能?下面我們就從物質的原子構成角度分析這個問題呵速。

      具有立方結晶格子的固體(假設原子間距為2×10-10m時)不斷地被細化時米,固體顆粒表面的原子數佔固體顆粒整體原子數的比率何。粒徑在20μm顆粒表面的原子數佔整體的比率幾乎可以忽略;但是粒徑小到2nm時絨悼,構成顆粒原子的半數在表面上號髓白,造成顆粒表面能的增加 解哎。這就是超微顆粒具有與通常固體不同物性的原因之一的頑。反應性拾幌、吸附性等與表面相關的物理化學性質委,隨著粒徑的變小而強化任。


      舉一個粒子粒徑細化將使材料表現出奇特的性質袱敲分︰通常金的熔點大約是1060℃晴,但當把金細化到3nm的程度時氮肪,在500℃左右就融化了;鐵強磁性體具有無數個磁疇績匯坍,但當鐵顆粒細化到磁疇大小時則成為單磁疇構造痛簽抄,可以用作磁性記錄材料誨翔。


      固體顆粒細化時表現出的微顆粒物性晶,作為材料使用時具有多種優異性能胯。這種量變到質變的物理特性坎,是粉體技術賴以立足的根本釋寸。


      二禱寥、粉體技術發展趨勢


      1. 微細化


      粉體技術最明確的一個發展方向是使顆粒更加微細化烙帆、更具有活性路、更能發揮微粉特有的性能逗。近年來關于“超微顆粒”的研究開發就是沿著這個方向稱稅,以至于60個碳原子組成C60和70個碳原子組成的C70(即fullerene討襖須︰碳原子排列成球殼狀的分子)歸入超微粉體吹咳。粉碎法(breaking-down法)齡、化學或物理的粉體制備法(building-up法)以及反應工程中物質移動操作的析晶反應藏宦,都被包含在粉體技術制備領域中郡式瓤。


      2.功能化與復合化


      隨著材料及相關產業的科技進步氛隆匿,粉體作為普通的工業原料窖,其加工處理技術日新月異雀坤饒,應用範圍也在不斷地拓展薪。單純的超細粉碎祥攣、分級技術已經不能滿足終端制品性能的要求艾,人們不僅要求粉體原料具有微納米級的超細粒度和理想的粒度分布鞭桅妹,也對粉體顆粒的成分舉、結構梅抗喚、形貌及特殊性能提出了日益嚴苛的要求肯噸。


      通過表面改性或表面包覆華錳,能夠賦予復合顆粒及粉體ヾ形態學的改善;ゝ物理化學物性的改善;ゞ力學物性的改善;々顆粒物性控制;ぁ復合協同效應;あ粉體的復合物質化等特殊的功能混。

(粉體圈  作者紅貶徑︰敬之)


   

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