浅谈粉体粒度对各行业的应用影响

浅谈粉体粒度对各行业的应用影响中国粉体技术网一、粉体粒度对水泥性能的影响：1，微米以下细颗粒由于在加水搅拌的短暂过程中就完全水化，对强度没有贡献。其含量多，说明存在过度粉碎，浪费了磨机电能；同时还降低了水泥的流动性，不利于浇筑。因此，这部分颗粒是有害的，应尽可能减少。2，微米颗粒水化速度较快，几个小时到两三天时间就基本水化完毕。这部分颗粒多，水泥的3天强度（水泥重要性能参数之一）就高，同时配制水泥浆需水量会相应增加，水泥浆流动性降低。因此，该范围颗粒在3天强度能满足要求的前提下，也应尽可能少。3，水泥浇筑28天后的水化深度约为5.46μm。这就意味着大于两倍水化深度（约11μm）的颗粒，总是有一部分内核未水化，未被水化的内核在混凝土中只起填充作用，对胶凝没有贡献。16、32和64μm颗粒的水化率分别为97%、72%和43%，因此通常认为3～32μm颗粒对28天强度（水泥重要性能参数之一）起主要作用。32μm以上颗粒，尤其是65μm以上颗粒水化率较低，是对熟料的浪费，应尽可能降低。4，水泥的球形度参数对水泥的硬化时间、强度等具有重要意义，也是粒度测试的重要方向。高端企业的粒度测试不但应该测试其颗粒粒径的分布，还需要测试其球形度等形貌参数。从以上几点研究可以看出，水泥颗粒粒度分布对水泥的性能和生产成本影响是很大的。1）、原有筛分粒度分析方法和实验手段已经不能满足现有技术需求。长期以来，水泥行业都用RRSB曲线描述水泥的粒度分布。它的优点是简便易于分析，只要做两种筛孔的筛余量（通常为80μm筛余和45μm筛余）就能求出分布。但是RRSB分布只是水泥实际粒度分布的一种近似表达，与水泥真实粒度分布有一定差距，对一般性的性能研究有帮助，但是如要深入的探讨粒度分布对水泥性能的影响，RRSB分布就无能为力了。因为它无法做到真实、精确的描述1微米以下颗粒含量、1~3微米颗粒含量、3～32μm颗粒含量等对水泥性能有重要影响的数据。2）高端水泥的粒度测试，需要颗粒图像工作站进行形貌测试。现代比较流行的粒度测试仪器中，激光粒度仪无疑是现阶段最流行的颗粒测试设备，具有测试快，代表性强而且操作简单等优势，但其最大的缺陷就是只能够提供粒径大小的分布状态，却不能对颗粒的形貌进行描述，而水泥的球形度是水泥颗粒测试的重要指标，其对硬化时间、强度等具有重要意义。这里我们就需要用到另外一种检测设备——颗粒图像工作站。颗粒图像工作站，是采用直接测试法，以颗粒的图片作为测试依据，不同于激光粒度仪和沉降仪，等采用间接测试法的颗粒测试仪器，更加直观的同时也杜绝了因为仪器部件出现问题导致的测试失准。而且我们这个产品可以获得颗粒的球形度、长径比等形状参数，在很多行业中，不但需要知道颗粒的粒径分布还需要知道颗粒的形状参数分布情况。而在所有颗粒测试仪器中，只有颗粒图像工作站可以获得球形度、长径比等形状参数，这是其他仪器设备所无法替代的。在水泥高端生产、研究领域引入颗粒图像工作站是非常有必要且能够产生巨大技术和经济效益的事情。现阶段一般采用激光粒度仪与颗粒图像工作站相配合的颗粒测试方案是比较有效地。二、粉体粒度对涂料性能的影响：粉体涂料–它是具有保护性的及装饰性的物质，或两者特性都具有的物质–这种物质是应用涂料粉体加到底层上形成,然后利用热能或辐射能熔化涂料到一种连续的薄膜.涂料粉体被精细分成有机聚合物粒子,有机聚合物一般包含颜料,填料及添加剂,它们在适当地条件下储存并且存储时要精细地分开.它和水性涂料相反,水性涂料可能含有挥发性的有机溶剂,而它能达到和水性涂料相同或更好的特性,比如质量好,经久耐用,及抗腐蚀等等特性.生产成本比液体涂料要低,因为粉体涂料的生产是一个高效率的过程且需要的能源及劳动力少.因为粉体涂料没有挥发性有机溶剂,它的更吸引人的好处是消除了有机溶剂的散发及降低了废物处理的成本.一种粉体涂料的性能是受各种因素影响的.粉体粒子的尺寸大小可以对生产过程许多阶段中的性能有一个主要的影响,包括处理,装料,递送,及涂料特征化等过程.涂料的配方是不同的,它取决于应用时的各种情况的要求,比如涂层的厚度,被涂物体的形状,及周围环境条件.粉体粒度对抛光的性能影响：1）抛光粉粉体的粒度大小：决定了抛光精度和速度，常用多少目和粉体的平均粒度大小来。过筛的筛网目数能掌握粉体相对的粒度的值，平均粒度决定了抛光粉颗粒大小的整体水平。2）抛光粉粉体莫氏硬度：硬度相对大的粉体具有较快的切削效果，同时添加一些助磨剂等等也同样能提高切削效果；不同的应用领域会有很大出入，包括自身加工工艺。3）抛光粉粉体悬浮性：好的粉要求抛光粉要有较好的悬浮性，粉体的形状和粒度大小对悬浮性能具有一定的影响，片形及粒度细些的抛光粉的悬浮性相对的要好一些，但不是决对的。抛光粉悬浮性能的提高也可通过加悬浮液（剂）来改善。4)抛光粉粉体的晶型：粉体的晶型是团聚在一起的单晶颗粒，决定了粉体的切削性、耐磨性及流动性。粉体团聚在一起的单晶颗粒在抛光过程中分离（破碎），使其切削性、耐磨性逐渐下降，不规则的六边形晶型颗粒具有良好的切削性、耐磨性和流动性。5)抛光粉外观颜色：原料中Pr的含量及灼烧温度等因素有关，镨含量越高，其粉体显棕红色。低铈抛光粉中含有大量的镨（铈镨料），使其显棕红色。高铈抛光粉，灼烧温度越高，其显偏白粉色，温度低（900度左右），其显淡黄色。三、粉体粒度对陶瓷的影响：压电陶瓷是一种能够实现机械能和电能相互转换的功能陶瓷材料。与压电单晶材料相比，具有机电耦合系数高，压电性能可调节性好，化学性质稳定，易于制备且能制得各种形状、尺寸和任意极化方向的产品，价格低廉等优点，被广泛应用于卫星广播、电子设备、生物以及航空航天等高新技术领域。然而，目前所使用的压电陶瓷体系主要是铅基压电陶瓷，这些陶瓷材料中PbO(或Pb3O4)的含量约占原料总质量的70%左右。由于PbO、Pb3O4等含铅化合物在高温时的挥发性，这些陶瓷在生产、使用及废弃过程中都会对人类健康和生态环境造成很大的危害。如果对含铅陶瓷器件回收实施无公害处理，所需成本也会很高。另一方面，PbO的挥发也会造成陶瓷的化学计量比偏离配方中的化学计量比，造成产品的一致性和重复性降低。因此，研制和开发对环境友好的无铅压电陶瓷成为一项紧迫且具有重大实用意义的课题。无铅压电陶瓷，又被称为环境友好压电陶瓷，其直接表层含义指不含铅、又具有满意的高的压电性能的压电陶瓷材料。目前国内外研究的无铅压电陶瓷体系主要包括：BaTiO3基无铅压电陶瓷，(Bi0.5Na0.5)TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷，铋层状结构无铅压电陶瓷及铌酸盐基无铅压电陶瓷（包括钙钛矿结构的碱金属铌酸盐和钨青铜结构铌酸盐）。粉体粒度对3Y-TZP材料微观结构的影响：从两种材料的表面和断面的XRD图谱中可以看出，两种材料的原粉只有单一的t相氧化锆，无单斜(m)相氧化锆的衍射峰出现。而烧结后在表面(代表材料内部)只有微米粉烧结体出现了m相，纳米粉烧结体仍是全部由t相组成，这可能是微米粉烧结温度高，烧结后晶粒有异常长大，超过了相变临界晶粒尺寸，冷却时自发产生了少量相变；断面上两者均出现了m相氧化锆的衍射峰。通过计算得知：断裂时纳米颗粒烧结的试样较微米颗粒烧结的试样发生t-m相变的相变量大。SEM照片提示：纳米粉烧结试样的微观结构更为均匀、致密，颗粒分布范围窄；而微米粉烧结体有少量不规则小气孔，在微米颗粒的试样中出现了晶粒的异常长大现象，这是由于在这些颗粒周围存在的毛细孔阻碍正常晶粒的生长，原料粉中的较大颗粒将其吞并所致，这对微米颗粒的力学性能的提高会起一定的负面作用。在晶粒尺寸上，由于纳米粉原始颗粒小，加之烧结温度又低于微米粉，晶粒尺寸比微米粉烧结的材料小。四、粉体粒度对材料硬度的影响：陶瓷材料的硬度表示材料抵抗硬的物体压陷表面的能力。硬度测试时显微镜下可见两种材料压痕各夹角均无延伸裂纹，这可能是3Y—TZP的应力诱发相变增韧的结果：压头向材料表面施加外力，受压局部的t相发生向m相的转变，伴随的体积膨胀对周围及晶界上产生了压应力。了解更多请访问中国粉体技术网或关注本网微信公众号bjyyxtech。