粉體工程

內(nèi)容概要

粉體工程是對粉體及其制備、加工、處理和應(yīng)用的一門新興學(xué)科。從粉體科學(xué)與工程的內(nèi)涵來分析。粉體科學(xué)研究的是各類粉體體系中一些帶有共性的基礎(chǔ)問題，如粉體特性、粉末粒度、粉末顆粒間的相互作用、粉體與介質(zhì)的相互作用、粉末制備的基本物理與化學(xué)原理等問題；而粉體工程是在粉體制備與應(yīng)用的工程實踐中，各項單元操作及其工藝優(yōu)化組合，以及過程的控制。粉體工程涉及化工、材料、冶金、醫(yī)藥、生物工程、農(nóng)業(yè)、食品、機械、電子、航空、航天等工業(yè)領(lǐng)域，與化學(xué)、物理、力學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科相關(guān)，表現(xiàn)出跨學(xué)科、跨技術(shù)的交叉性和基礎(chǔ)理論的概括性。    本書具體的研究內(nèi)容包括三大方面，一是粉體的基本性能與表征，包括粉末顆粒的幾何學(xué)形態(tài)特性，粉末顆粒的粒徑、粒徑分布、顆粒形狀的科學(xué)定義；粉末粒徑及粒徑分布的測量原理與方法；粉體堆積特性與摩擦學(xué)特性，以及相關(guān)粉體物性測量的原理與方法。也包括粉體的表面與界面化學(xué)。二是粉體工程的單元操作的基本過程、原理、技術(shù)與裝備，包括粉磨、分離、分級、粉體儲存與輸運等。三是粉末的制備的物理、化學(xué)基本原理以及相關(guān)的技術(shù)與裝備。此外，還論述了粉體工程中有關(guān)粉塵存在的危害及其預(yù)防。

書籍目錄

1  粉末的性能與表征  1.1  粉末顆粒的粒徑與形狀    1.1.1  粒徑    1.1.2  粉體的粒徑分布    1.1.3  平均粒徑    1.1.4  顆粒的形狀  1.2  粉末粒徑的測量    1.2.1  粒徑測量方法分類    1.2.2  顯微鏡法    1.2.3  篩分法    1.2.4  重力沉降光透法    1.2.5  激光衍射法    1.2.6  比表面法  1.3  粉末體的性質(zhì)    1.3.1  粉末體的堆積性質(zhì)    1.3.2  粉體的摩擦性質(zhì)    1.3.3  粉體壓縮性與成形性  思考題  參考文獻2  粉體表面與界面化學(xué)  2.1  粉體的表面現(xiàn)象與表面能    2.1.1  粉體顆粒的表面現(xiàn)象    2.1.2  粉體顆粒的表面能與表面活性  2.2  粉末顆粒的分散    2.2.1  顆粒在氣相中的分散    2.2.2  顆粒在液體中的分散  2.3  粉末顆粒的表面改性    2.3.1  改性的機理與目的    2.3.2  改性的方法    2.3.3  改性效果的評價  思考題  參考文獻3  粉碎  3.1  粉碎概論    3.1.1  定義與方法    3.1.2  粉碎模型  3.2  粉碎的基本理論    3.2.1  裂紋的形成與擴展    3.2.2  粉碎能耗理論    3.2.3  單顆粒粉碎    3.2.4  粉碎動力學(xué)  3.3  粉碎技術(shù)    3.3.1  粉碎操作    3.3.2  破碎設(shè)備    3.3.3  粉磨設(shè)備    3.3.4  超細(xì)粉碎設(shè)備  思考題  參考文獻4  分級  4.1  概述    4.1.1  分級的概念    4.1.2  分級性能的評價  4.2  篩分分級的原理與設(shè)備    4.2.1  概述    4.2.2  篩分機理    4.2.3  篩分設(shè)備  4.3  顆粒流體系的分級原理與設(shè)備    4.3.1  重力分級    4.3.2  離心分級    4.3.3  旋風(fēng)分級    4.3.4  粗分級    4.3.5  濕式分級  4.4  超細(xì)粉分級設(shè)備    4.4.1  超細(xì)粉分級的原理及發(fā)展動向    4.4.2  干法超細(xì)分級    4.4.3  濕法超細(xì)分級  思考題  參考文獻5  分離  5.1  分離概述    5.1.1  概述    5.1.2  分離效率  5.2  氣固系統(tǒng)分離    5.2.1  概述    5.2.2  分離性能    5.2.3  收塵裝置  5.3  液固分離    5.3.1  濃縮    5.3.2  過濾    5.3.3  過濾技術(shù)及過濾設(shè)備的發(fā)展趨勢  5.4  干燥    5.4.1  干燥的概念    5.4.2  干燥過程的基本理論    5.4.3  恒定干燥條件下的干燥速率    5.4.4  干燥器    5.4.5  干燥器的選用和發(fā)展方向  思考題  參考文獻6  混合與造粒  6.1  混合    6.1.1  概述    6.1.2  混合機理和混合效果評價    6.1.3  混合過程與混合速度    6.1.4  影響混合的因素    6.1.5  混合設(shè)備  6.2  造粒    6.2.1  顆粒群的凝聚    6.2.2  壓縮造粒    6.2.3  擠出造粒    6.2.4  滾動造粒    6.2.5  噴漿造粒    6.2.6  流化造粒  思考題  參考文獻7  粉體的貯存與粉體輸送  7.1  粉體的貯存    7.1.1  物料貯存的作用與分類    7.1.2  倉內(nèi)粉體的重力流動  7.2  固氣兩相流的輸送理論    7.2.1  固氣兩相流與固液兩相流的輸送原理    7.2.2  顆粒的流體輸送的分類和特點    7.2.3  濃度與混合比    7.2.4  沉降速度與懸浮速度    7.2.5  固氣兩相流的壓力損失  7.3  固氣兩相流輸送設(shè)備    7.3.1  裝置設(shè)計    7.3.2  常見氣力輸送設(shè)備  7.4  粉體機械輸送設(shè)備    7.4.1  膠帶輸送機    7.4.2  螺旋輸送機    7.4.3  斗式提升機    7.4.4  其他機械化式輸送機  思考題  參考文獻8  金屬粉末的制備  8.1  還原法制備金屬粉末    8.1.1  還原過程的基本原理    8.1.2  固體碳還原法制鐵粉    8.1.3  氣體還原法    8.1.4  金屬熱還原法  8.2  霧化法制備金屬粉末    8.2.1  二流霧化法    8.2.2  離心霧化法  8.3  電解法制取金屬粉末    8.3.1  水溶液電解法    8.3.2  熔鹽電解法  思考題  參考文獻9  超細(xì)粉末的制備  9.1  氣溶膠顆粒的制備    9.1.1  氣溶膠的概念    9.1.2  氣溶膠的制備  9.2  氣相反應(yīng)合成超微粉末顆粒    9.2.1  原理    9.2.2  化學(xué)氣相反應(yīng)法    9.2.3  氣相燃燒法    9.2.4  熱解法    9.2.5  激光誘導(dǎo)合成超細(xì)顆粒    9.2.6  氣相蒸發(fā)法  9.3  液相法制備粉末顆粒    9.3.1  溶劑蒸發(fā)法    9.3.2  噴霧熱解法    9.3.3  沉淀法    9.3.4  水解法    9.3.5  氧化還原法    9.3.6  水熱法與溶劑熱法    9.3.7  溶膠-凝膠法    9.3.8  微乳液法  9.4  固相法制備超微粉末    9.4.1  機械粉碎法    9.4.2  固相化學(xué)反應(yīng)法    9.4.3  固態(tài)燃燒合成法  思考題  參考文獻10  粉塵的危害與防護  10.1  概述    10.1.1  粉塵的來源    10.1.2  粉塵的分類    10.1.3  粉塵的性質(zhì)及其危害  10.2  粉塵對呼吸系統(tǒng)的影響    10.2.1  顆粒在呼吸系統(tǒng)中的穿透、沉積    10.2.2  攝入顆粒的危害、臨界值    10.2.3 粉塵致病的機理    10.2.4  粉塵防護  10.3  粉塵爆炸及防護    10.3.1  粉塵爆炸的基本概念    10.3.2  粉塵爆炸的特點    10.3.3  粉塵爆炸的機理及發(fā)生爆炸的條件    10.3.4  粉塵爆炸的影響因素    10.3.5  粉塵爆炸的預(yù)防與防護  思考題  參考文獻

章節(jié)摘錄

　　2 粉體表面與界面化學(xué)　　2.3 粉末顆粒的表面改性　　2.3.3　改性效果的評價　　粉體改性效果的表征及評價有許多方法。通過考查改性粉體填充形成的制品性能，特別是力學(xué)性能便可對改性效果作出直接評價，這種方法耗資費力，但結(jié)果可靠，被廣泛采用。此外對改性產(chǎn)物進行測量，比較改性前后表面性質(zhì)的變化，也可以達到預(yù)先評價改性結(jié)果的目的。具體有如下方法：　?。?）潤濕性評價法　　潤濕性是衡量粉體與聚合物之間相容性的主要指標(biāo)之一。界面接觸角是最常用的、最直接的表征方式。極性粉體經(jīng)疏水改性后在極性液體中的接觸角越大，或者在非極性液體中的接觸角越小，說明粉體顆粒表面疏水性越強，改性效果越好，比較接觸角大小，便可對改性效果作出評價?；罨笖?shù)也可反映粉體表面活化的程度，活化指數(shù)等于樣品中漂浮部分的質(zhì)量比樣品總質(zhì)量，例如改性前粉體表面呈極性狀態(tài)，在水中自然沉降，改性后則不被水潤濕，當(dāng)活化指數(shù)為1時，說明改性完全。滲透時間和吸油率也是較常用的潤濕性的表征參數(shù)。　?。?）表面自由能評價法　　粉體特別是微米級、納米級的粉體都有較大的表面自由能，經(jīng)改性劑附著后，表面能降低，因此表面自由能的變化也能反映改性效果?！　。?）藥劑吸附量評價法　　測定粉體表面藥劑吸附量來評價改性效果，已在檢測硅烷偶聯(lián)劑與粘土表面改性方面得到應(yīng)用。改性粉體的性能除取決于改性劑在表面吸附量的多少，還取決于藥劑與粉體的作用性質(zhì)，兩者化學(xué)鍵合作用越強，則改性效果越好。因此，藥劑吸附量的測定有時還需與紅外光譜等表面分析手段相結(jié)合，才能對改性效果作出更精確的評價?！　。?）沉降性測量

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