粉體工程

前言

　　1.3 粉體技術(shù)　　1.3.1 粉體技術(shù)的沿革　　粉體技術(shù)指粉狀物質(zhì)的加工處理設(shè)計(jì)軟件和相關(guān)設(shè)備硬件的綜合。自從人類(lèi)社會(huì)的發(fā)端開(kāi)始，粉體技術(shù)就與每個(gè)人息息相關(guān)，只不過(guò)是人們是否能明確、清晰地感覺(jué)到和識(shí)別出來(lái)而已。粉體技術(shù)作為一門(mén)綜合性技術(shù)，就是隨著人類(lèi)文明的發(fā)展而逐漸形成的。從原始人類(lèi)學(xué)會(huì)制造石器粉碎食物開(kāi)始，就出現(xiàn)了粉碎技術(shù)的雛形。通過(guò)對(duì)粉體技術(shù)的感知、認(rèn)知的變化，我們可以從加工業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)來(lái)形容粉體技術(shù)過(guò)程——構(gòu)思顆粒、分析構(gòu)成、加工粉體、制造產(chǎn)品、現(xiàn)實(shí)設(shè)想。　　從石器時(shí)代到鐵器時(shí)代，粉體技術(shù)扮演著重要的角色，而系統(tǒng)整理這一系列技術(shù)的還是我國(guó)古代的《天工開(kāi)物》一書(shū)，它的歸納分析形成了粉體技術(shù)的雛形。由于西方工業(yè)革命對(duì)鋼鐵需求的快速增加，大規(guī)模地加工礦物粉體的相關(guān)工業(yè)已得到迅速的發(fā)展。針對(duì)粉體企業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)的種種故障與危害，在物理和化學(xué)等學(xué)科不斷進(jìn) ‘步的推動(dòng)下，20世紀(jì)50年代對(duì)粉體過(guò)程現(xiàn)象與粉體技術(shù)理論的研究應(yīng)運(yùn)而生。20世紀(jì)60年代理論研究與生產(chǎn)應(yīng)用的結(jié)合與發(fā)展，確立了粉體工程學(xué)科的作用與重要性。20世紀(jì)70年代為解決粉體相關(guān)產(chǎn)業(yè)存在的問(wèn)題以及對(duì)新產(chǎn)品的研發(fā)，奠定了現(xiàn)代粉體技術(shù)的基礎(chǔ)?！　‰S著粉體技術(shù)的不斷提高與積累以及微顆粒、超微顆粒材料制備與應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)80年代，粉體技術(shù)實(shí)現(xiàn)了超細(xì)化，相關(guān)理論也逐漸系統(tǒng)化；由于微顆粒、超微顆粒的行為與顆粒的行為差異較大，從而也成為粉體科學(xué)重要的研究對(duì)象。20世紀(jì)90年代，顯微測(cè)試技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，促進(jìn)了納米粉體技術(shù)的誕生；而納米材料制備與應(yīng)用技術(shù)又賦予粉體工程新的挑戰(zhàn)和用武之地。21世紀(jì)顆粒微細(xì)化以及顆粒功能化與復(fù)合化的發(fā)展，為粉體技術(shù)在材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的應(yīng)用中開(kāi)辟了新天地。例如，便于服用和可控溶解的緩釋藥物、延展性好且不易脫落的化妝品、高生物利用度的超微粉體食品、高精度拋光的研磨粉、高純材料制備的電子元件和各類(lèi)能源材料等，都為高性能粉體的使用開(kāi)拓了廣闊的市場(chǎng)。

內(nèi)容概要

　　《粉體工程》結(jié)合作者們?cè)诜垠w工程教學(xué)與科研方面積累的豐富經(jīng)驗(yàn)以及國(guó)內(nèi)外粉體工程與理論的發(fā)展現(xiàn)狀，以粉體加工為主線(xiàn)，從粉體的基本概念、特性入手，系統(tǒng)介紹了典型粉體單元操作的原理、理論基礎(chǔ)、應(yīng)用工藝與設(shè)備；內(nèi)容上強(qiáng)化了粉體加工助劑、耐磨部件、研磨介質(zhì)、自動(dòng)控制、粉塵爆炸、安全防護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)化等內(nèi)容；針對(duì)粉體技術(shù)在新材料和生物醫(yī)藥等高新技術(shù)中的應(yīng)用，增加了顆粒復(fù)合、整形、生物粉體技術(shù)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)?！　　斗垠w工程》既適合大專(zhuān)院校的師生、科研院所的科研人員學(xué)習(xí)，也適合政府部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)、粉體加工與應(yīng)用企業(yè)的技術(shù)人員以及對(duì)粉體工程學(xué)感興趣的讀者參考。

作者簡(jiǎn)介

　　蓋國(guó)勝，教授自1982年以來(lái)一直從事與粉體技術(shù)相關(guān)的教學(xué)與科研工作，創(chuàng)建了國(guó)內(nèi)外具有影響力的粉體工程研究室。主持完成國(guó)家級(jí)及國(guó)際合作項(xiàng)目15項(xiàng)。獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)及其他省部級(jí)科技成果獎(jiǎng)勵(lì)12項(xiàng)，申請(qǐng)及授權(quán)專(zhuān)利29項(xiàng)；發(fā)表論文140多篇，主編、參編粉體技術(shù)專(zhuān)著6部，《微納米顆粒復(fù)合與功能化設(shè)計(jì)》被評(píng)為2008年全國(guó)第二屆“三個(gè)一百”原創(chuàng)出版工程優(yōu)秀圖書(shū)?，F(xiàn)任清華大學(xué)粉體工程研究室主任，兼任中國(guó)建材聯(lián)合會(huì)粉體技術(shù)分會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)和秘書(shū)長(zhǎng)、九三學(xué)社中央社會(huì)服務(wù)咨詢(xún)委員會(huì)副主任、Powder Handling and Processing與《中國(guó)粉體技術(shù)》編委等職。

書(shū)籍目錄

第1章 緒論1.1 顆粒1.1.1 顆粒的概念1.1.2 顆粒的特性1.2 粉體1.2.1 “粉”與“?！钡年P(guān)系1.2.2 粉體的概念1.2.3 粉體的特性1.3 粉體技術(shù)1.3.1 粉體技術(shù)的沿革1.3.2 粉體技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)1.4 粉體工程1.4.1 內(nèi)涵與外延1.4.2 研究方法1.4.3 粉體工藝特點(diǎn)1.4.4 粉體制備方法及特點(diǎn)1.4.5 粉體工程與技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)參考文獻(xiàn)第2章 粉體的基本特性及表征2.1 粉體的基本特性2.1.1 顆粒的形態(tài)特性2.1.2 粒度與粒度分布2.1.3 比表面積2.1.4 粉體幾何特性的測(cè)定2.2 粉體堆積與壓縮特性2.2.1 填充程度評(píng)價(jià)指標(biāo)2.2.2 填充與堆積2.2.3 粉體的壓縮特性2.3 粉體的物理化學(xué)特性2.3.1 粉體的表面效應(yīng)2.3.2 粉體表面的潤(rùn)濕性2.3.3 粉體層中的液體2.3.4 化學(xué)與催化性能2.4 粉體的物理特性2.4.1 光學(xué)性能2.4.2 熱學(xué)性能2.4.3 電學(xué)性能2.4.4 磁學(xué)性能2.4.5 聲學(xué)特性2.5 顆粒流體力學(xué)特性2.5.1 顆粒的沉降2.5.2 流體透過(guò)顆粒層流動(dòng)2.5.3 顆粒流態(tài)化2.6 粉體采樣與分樣2.6.1 采樣的基礎(chǔ)理論2.6.2 采樣的幾種基本方法2.6.3 分樣方法及分樣裝置參考文獻(xiàn)第3章 粉碎與超細(xì)粉碎3.1 粉碎基本理論3.1.1 物料的基本特性3.1.2 粉碎過(guò)程施力方式3.1.3 粉碎過(guò)程機(jī)理3.1.4 粉碎過(guò)程能耗理論3.1.5 粉碎過(guò)程模型3.2 傳統(tǒng)粉碎粉磨設(shè)備3.2.1 破碎設(shè)備3.2.2 粉磨設(shè)備3.3 超細(xì)粉磨設(shè)備3.3.1 高速機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)3.3.2 氣流磨3.3.3 振動(dòng)磨3.3.4 膠體磨3.3.5 攪拌磨3.3.6 超細(xì)粉磨設(shè)備選型原則參考文獻(xiàn)第4章 機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)4.1 機(jī)械力化學(xué)的發(fā)展歷程4.2 機(jī)械力化學(xué)作用及機(jī)理4.2.1 粉碎平衡4.2.2 固體活性4.2.3 晶體結(jié)構(gòu)的變化4.2.4 機(jī)械力誘發(fā)的化學(xué)變化4.2.5 機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理4.3 機(jī)械力化學(xué)的應(yīng)用4.3.1 表面改性4.3.2 制備無(wú)機(jī)顏料4.3.3 制備新材料4.3.4 在濕法冶金中的應(yīng)用4.4 機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)器與工藝4.4.1 反應(yīng)器的特點(diǎn)4.4.2 影響因素分析參考文獻(xiàn)第5章 篩分與超細(xì)分級(jí)5.1 分級(jí)理論5.1.1 分級(jí)效率5.1.2 分級(jí)粒徑（切割粒徑）5.1.3 分級(jí)精度5.1.4 分級(jí)效果的綜合評(píng)價(jià)5.2 分級(jí)設(shè)備5.2.1 篩分設(shè)備5.2.2 重力分級(jí)設(shè)備5.2.3 離心分級(jí)設(shè)備5.3 超細(xì)分級(jí)原理及設(shè)備5.3.1 超細(xì)分級(jí)原理5.3.2 干式超細(xì)分級(jí)5.3.3 濕式超細(xì)分級(jí)5.4 超細(xì)分級(jí)設(shè)備的選型原則與相關(guān)問(wèn)題5.4.1 選型原則5.4.2 超細(xì)分級(jí)的相關(guān)問(wèn)題5.5 分級(jí)與粉磨組合工藝5.5.1 負(fù)荷循環(huán)率的計(jì)算5.5.2 閉路系統(tǒng)工藝分析5.5.3 粉碎分級(jí)工藝組合與優(yōu)化5.5.4 典型粉磨工藝系統(tǒng)參考文獻(xiàn)第6章 超細(xì)粉體制備6.1 物理制粉技術(shù)6.1.1 霧化法6.1.2 物理蒸發(fā)冷凝法6.2 化學(xué)制粉技術(shù)6.2.1 固相法6.2.2 液相法6.2.3 氣相法6.3 超聲波在粉體制備中的應(yīng)用6.3.1 超聲空化作用6.3.2 超聲波在粉體制備中的應(yīng)用參考文獻(xiàn)第7章 超細(xì)粉體表面包覆與改性7.1 表面有機(jī)改性7.1.1 改性方法7.1.2 改性機(jī)理7.1.3 改性裝置7.1.4 改性工藝7.1.5 改性效果評(píng)價(jià)7.2 表面包覆改性7.2.1 表面包覆改性的作用7.2.2 表面包覆改性方法7.3 固體法制備礦物／TiO2復(fù)合粉體7.3.1 制備工藝7.3.2 性能表征……第8章 固液分離與干燥第9章 氣固分離與收塵第10章 超細(xì)粉體的分散第11章 混合與造粒第12章 微納米顆粒復(fù)合與整形第13章 粉體的輸送與倉(cāng)儲(chǔ)第14章 生物粉體技術(shù)第15章 粉體包裝第16章 粉體加工助劑第17章 耐磨部件與介質(zhì)第18章 粉體加工過(guò)程控制與自動(dòng)化第19章 粉塵爆炸與安全防護(hù)第20章 粉體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化附錄A 顆粒系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)（GB/T16418-2008）

章節(jié)摘錄

　　蓋國(guó)勝研究員于20世紀(jì)80年代初開(kāi)始從事粉體技術(shù)研究與應(yīng)用工作，在近30年的研發(fā)工作中，他在潛心基礎(chǔ)研究的同時(shí)結(jié)合具體的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，積累了豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，已出版6部粉體技術(shù)專(zhuān)著，其中《微納米顆粒復(fù)合與功能化設(shè)計(jì)》被評(píng)為2008年全國(guó)第二屆“三個(gè)一百”原創(chuàng)出版工程優(yōu)秀圖書(shū)。　　粉體技術(shù)起源于各類(lèi)固體原材料加工，逐漸發(fā)展成為現(xiàn)代高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)。該技術(shù)的基本理論來(lái)自物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、力學(xué)、測(cè)試技術(shù)和計(jì)算機(jī)模擬等諸多學(xué)科，以該技術(shù)為體系形成的粉體工程學(xué)涵蓋了超細(xì)粉碎、精密分級(jí)、高均勻度混合、分散、包覆復(fù)合、改性改質(zhì)、干燥、成型、儲(chǔ)存、包裝、輸送、納米粉體合成、粉體性能分析等實(shí)際工業(yè)操作環(huán)節(jié)，已被廣泛應(yīng)用到建材、機(jī)械、能源、塑料、橡膠、礦山、冶金、醫(yī)藥、食品、飼料、農(nóng)藥、化肥、造紙、資源再生、生物工程、環(huán)境工程、電子信息、航空航天、交通運(yùn)輸?shù)葞缀鯂?guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。隨著材料、化工、信息、生物、環(huán)境和機(jī)械工程技術(shù)的相互交融，作為各類(lèi)固體原材料加工共性技術(shù)的粉體工程學(xué)將會(huì)得到快速發(fā)展。　　本書(shū)作為國(guó)家“十一五”重點(diǎn)教材，蓋國(guó)勝研究員與作者們?cè)谪S富本書(shū)內(nèi)容、擴(kuò)大有效信息量和理論聯(lián)系實(shí)際方面下了很大工夫。本教材以粉體加工為主線(xiàn)，從粉體的基本概念、特性科手，系統(tǒng)介紹了典型粉體單元操作的原理、基礎(chǔ)理論、應(yīng)用工藝與設(shè)備；內(nèi)容上強(qiáng)化了粉體加工助劑、耐磨部件、研磨介質(zhì)、自動(dòng)控制、粉塵爆炸、安全防護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)化等內(nèi)容；針對(duì)粉體技術(shù)在新材料和生物醫(yī)藥等高新技術(shù)中的應(yīng)用，增加了顆粒復(fù)合、整形、生物粉體技術(shù)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。本書(shū)反映了粉體工程學(xué)涉及各環(huán)節(jié)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，因此，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和理論參考價(jià)值?！　∥蚁嘈疟緯?shū)的出版不僅能滿(mǎn)足相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生的教學(xué)需要，也適合科研人員、政府領(lǐng)導(dǎo)、粉體加工應(yīng)用企業(yè)技術(shù)人員等對(duì)粉體工程感興趣的讀者。本教材的發(fā)行對(duì)普及粉體技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、推動(dòng)粉體工程學(xué)科發(fā)展以及相關(guān)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步必將起到重要的促講作用。

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