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第一章概述粉体：粉体是由大量相对较小的颗粒状物质构成的一个集合体。粉体工程：是以粉体为对象，研究其性质、行为、测试表征、功能设计及其制备、加工处理和过程控制共性问题的新兴学科。粉体颗粒的种类：原级颗粒、聚集体颗粒、凝聚体颗粒、絮凝体颗粒（从颗粒存在形式区分）按颗粒尺度分类：粗颗粒（3mm~10mm）细粒粉体（粒径100μm~3mm，构成粉体颗粒间作用力小）微米级粉体（粒径10μm~100μm，构成粉体颗粒间作用力较大，易团聚）亚微米粉体（超细粉体）（粒径0.1μm~10μm，构成粉体颗粒具有较大表面能，有可能改善粉体的性能）纳米粉体（粒径0.001μm~0.1μm纳米粉体材料表面积大，其表面原子占很大比例,导致纳米粉体材料具有常规块体材料所不具有的声、光、电、磁、热、力学等许多特殊性质）第二章粉体粒度分析及测量三轴径：颗粒以最大稳定度置于一水平面上，在其投影图上测定长径l、短径b和厚度h的平均值。三轴径反映粒子的实际尺寸。统计平均直径：在显微镜下按一定方向测得的颗粒投影轮廓的长度，又称为定向径。Feret径：沿一定方向测量的颗粒投影轮廓两端切线间的垂直距离，用符号dF表示。Martin径：沿一定方向将颗粒的投影二等分的割线的长度，用符号dM表示。扁平度和延伸度：扁平度（m）=b/n(颗粒宽度/颗粒高度)；延伸度（n）=l/b（颗粒长度/颗粒宽度）球形度：颗粒的等体积球的表面积与颗粒的实际表面积之比。表示符号：ϕc球形度计算：颗粒的体积——颗粒的表面积——等体积球的直径——等体积球的表面积——ϕc颗粒的频率分布：在粉体样品中，某一粒度（用Dp表示）或某一粒度大小范围内（用ΔDp表示）的颗粒（与之对应的颗粒个数为np）在样品中出现的百分含量，称为该粒度频率，用f(Dp）表示。颗粒群的平均粒径：Dnl=∑(nd)∑n=∑(w/d2)∑(w/d3)几何平均直径：Dg=(∏nn)/∑n中位粒径D50:把样品个数（或质量）分成相等两部分的颗粒粒径，即DDp=RDp=50%时的粒径。最频粒径Dmo：在频率分布图上，纵坐标最大值所对应的粒径，即在颗粒群中个数或质量出现几率最大的颗粒粒径。累积筛余：大于某一粒度的所有颗粒的质量（或个数）占粉体总质量（或总个数）的百分数。用R（Dp）表示。累积筛下：小于某一粒度的所有颗粒的质量（或个数）占粉体总质量（或总个数）的百分数。用D（Dp）表示。频率分布和累积分布的关系：粒度分布函数表达式：（对数分布）累积分布符合对数正态分布的粉体，在对数正态概率纸上F(Dp)~logDp为一直线。对数正态分布适用于细磨，特别是超细磨矿物产品，其它如结晶产品，沉淀物料等细微粉体也大都与对数正态分布函数吻合。（R-R分布）lg[lg00R(Dp)]=nlgDp+C,在lgDp与log[lg(1/R(Dp)]坐标系中作图呈一直线。第三章粉体的填充和堆积特性表观密度=填充粉体的质量/粉体填充体积=Mp/Vb填充率ψ=粉体填充颗粒的体积/粉体填充体积=Vp/Vb=ρb/ρp空隙率=1-ψ六种基本排列：立方体填充（0.4764），正斜方体填充，菱形体填充，正斜方体填充，楔形四面体填充，六方最密填充（0.2594）。最密六方排列的空隙率为0.2594；最疏立方排列的空隙率为0.4764。Horsfield填充：在六方最密排列中，由六个等径球（一次球，半径为R0）围成的四角孔由最可能大的一个二次球填充；由四个一次球围成的三角孔由尽可能大的一个三次球所占据；二者填充后形成有空隙依次由四次球和五次球分别填充；最后，所有剩余孔隙被相当小的等径球填充。这样得到的最小孔隙率的填充方式称为Horsdfield填充。Hudson填充：用一定大小的球同时填充到四角孔和三角孔中。各因素对空隙率的影响：（1）当仅有重力作用时，容器里实际颗粒的松装密度随容器直径的减小和颗粒层的高度的增加而减小。（2）对于粗颗粒，较高的填充速度导致松装密度较小。但是，对于象面粉那样的有粘聚力的细粉末，减慢供料速度可得到松散的堆积。（3）一般地，空隙率随球形度降低而增加。（4）在松散堆积时，有棱角的颗粒空隙率较大；紧密堆积情形则相反。（5）表面粗糙度越高的颗粒，空隙率越大。第四章粉体流变学摩擦角：流动的粉体从运动状态变为静止状态，所形成的角是表征粉体流动状况的重要参数。这种由于颗粒间的摩擦力和内聚力而形成的角称为摩擦角。内摩擦角：用粉体的内摩擦角表示极限剪应力和垂直应力的关系。破坏包络线：做出这莫尔圆，圆的共切线称为该粉体的破坏包络线。安息角：安息角又称为休止角，是粉体自然堆成的圆锥状料堆表面与水平面的夹角，表示物料的流动特性。壁面摩擦角：是粉体与壁面之间的摩擦角，具有重要的实用特性。它的测量方法和剪切试验完全一样。剪切箱体的下箱用壁面材料代替，再拉它上面装满了粉体的上箱，测量拉力即可求得。滑动摩擦角：是在某材料的平面上放上粉体，再慢慢地使其倾斜，当粉体滑动时，板面和水平面所形成的夹角。对粉体，Jassen作如下假设：（1）容器内的粉体层处于极限应力状态；（2）同一水平面的铅垂应力相等；（3）粉体的基本物性和填充状态均一，故内摩擦系数为常数库伦粉体：破坏包络线呈直线性的粉体称为库仑粉体。内摩擦系数：t=σtanфі+c=μіc+c，μі=tanфі称为内摩擦系数粉体压力饱和现象：由Janssen公式可知，料仓内粉体压力p按指数曲线变化。当h→∞时，p→p∞=ρb*gD／4μw*K，即当粉体填充高度达到一定值后，p趋于常数值，这一现象称为粉体压力饱和现象。粉体在料仓在的流动形式：漏斗流和整体流漏斗流：发生在平底或带料斗的料仓中，由于料斗倾斜度太小或斗壁太粗糙以致颗粒料不能沿壁面滑动，颗粒通过不流动料堆成的通道流到出口。如果颗粒料在料位差压力下固结时，物料密实且表现出很差的流动特性，那么，有效的流动通道卸空物料后，就会形成穿孔或管道。漏斗流通道周围的物料可能是不稳定的，有可能在卸料口上方形成料桥或料拱，在这种情况下，物料将产生一停一开式的流动、脉冲式流动或不平稳的流动。整体流：物料从出口的全面积上卸出。整体流中，流动通道与料仓壁或料斗壁是一致的，全部物料都处于运动状态，并贴着垂直部分的仓壁和收缩的料斗壁滑移。屈服轨迹：在特殊的密实状态中得到的粉体破坏包络线，称为该粉体的屈服轨迹。有效屈服轨迹：通过坐标原点作一条直线与密实应力圆相切，称这条直线为该粉体的有效屈服轨迹：EYL。有效内摩擦角：横坐标与有效屈服轨迹之间的夹角称为有效内摩擦角δ。开放屈服强度fc：开放屈服强度，fc越小流动性越好。流动函数：表示松散颗粒粉体的流动性能。FF=σ1/fc。FF表征仓内粉体的流动性，当fc＝0时，FF＝∞，即粉体完全自由流动，也就是说，在一定的密实应力σ1的作用下，所得开放屈服强度fc小的粉体，即FF值大者粉体流动性好流动因数：比值σ1/σ1̅̅̅̅̅定义为流动因数ff，用述流动通道或料斗的流动性。作用在流动通道上的密实应力越高，以及作用在料拱上的应力越低，流动通道的流动性或料斗的流动性就越低。流动与不流动判据：当大于临界密实主应力，fc﹤𝛔𝟏̅̅̅̅，即ffFF时，满足流动判据，发生流动。σ1小于临界密实主应力时，应力不足以引起破坏将发生起拱。两条线的交点代表临界值，该点可用来计算最小的料斗开口尺寸。粉体偏析机理：偏析是分离现象，粉体在流动时，颗粒与颗粒之间因为粒度、密度、形状或表面性质以及成分上的差别，在粉体层内部出现的质量不均匀现象即称为偏析。(1)渗漏偏析：细颗粒在流动期间自身重新排列时，可能通过较大颗粒的空隙渗漏。（2）振动偏析：在振动槽里的大颗粒由于振动力的作用，会上升到粉体层的表面上。小型的喂料料斗和斜槽能产生振动偏析。(3)抛落偏析：从输送机或斜料仓抛落到料堆上的物料由于颗粒的粒度和密度不同，其运动轨迹不同，从而产生偏析。（4）滚动偏析：把粒度大小不同的混合粉体或者重度大小不同的混合粉体向料仓内加入时，料面处一般形成圆锥状堆积，这时粗的粒子向四周滚落，而较小的粒子和细粉则较多的留在堆中心，称为滚落偏析。滚落偏析是因为大颗粒比小颗粒的摩擦系数小造成的。粉体结拱的原因：①粉体的内摩擦力和内聚力使之产生剪应力并形成一定的整体强度，阻碍颗粒位移，使流动性变差。②粉体的外摩擦力与筒仓内壁间的摩擦力。③外界空气的湿度、温度的作用使粉体的内聚力增大、流变性变差、固结性增强、导致出现拱塞得可能性增大。④仓筒卸料口的水力半径较小，使料仓内粉体的芯流截面变小，则易产生拱塞。结拱类型：压缩拱，楔形拱，粘结粘附拱，气压平衡拱。防结拱措施：改善料仓的几何形状及其尺寸；降低料仓粉体压力；减小料仓壁摩擦阻力。第六章粉碎过程及设备粉碎：固体物料在外力作用下克服其内聚力使之破碎的过程。破碎：使大块物料碎裂成小块物料的加工过程。粉磨：使小块物料碎裂成细粉末状物料的加工过程。划分方法：粉碎：破碎—粗碎(破碎至100nmm左右)、中碎(30mm)、细碎(3mm);粉磨—粗磨(粉磨至0.1mm左右)、细磨(60μm)、超细磨(5μm或更小)平均粉碎比：物料粉碎前的平均粒径D与粉碎后的平均粒径d之比，i=D/d公称粉碎比：粉碎机允许的最大进料口尺寸与最大出料口尺寸之比。比电耗：单位质量粉碎产品的能量消耗。多级粉碎的粉碎比：I=D/d=D/d1×d1/d2×…×dn-1/d=i1×i2…×in-1×in被粉碎物料的物性：强度：对外力的抵抗能力，常以材料破坏时单位面积上所受的力表示。理论强度：不含任何缺陷的完全均质材料的强度。它相当于原子、离子或分子间的结合力。硬度：表示材料抵抗其它物体刻划或压入其表面的能力，或在固体表面产生局部变形所需的能量。这一能量与材料内部化学键强度以及配位数等有关。莫氏硬度测定方法：刻划法。无机非金属材料硬度常用莫氏硬度表示。易碎性：在一定粉碎条件下，将物料从一定粒度所需要的比功耗—单位质量物料从一定粒度粉碎至某一指定粒度所需的能量，或施加一定能量能使一定物料达到粉碎细度。粉碎机理：格里菲斯强度理论：固体材料内部的质点并非严格地规则排布，存在许多微裂纹，当材料受拉时，微裂纹逐渐扩散，于其尖端附近产生高度应力集中，致使裂纹进一步扩展，直至材料破坏。粉碎方式：挤压粉碎、挤压-剪切粉碎、研磨-磨削粉碎、冲击粉碎粉碎模型：体积粉碎模型、表面…、均一…破碎机械复摆颚式破碎机：工作原理：动颚直接悬挂在偏心轴上，受到偏心轴的直接驱动。当偏心轴转动时，动颚一方面对定颚作往复摆动，同时还顺着定颚有很大程度的上下运动性能：颚式破碎机的优点：•构造简单，管理和维修方便，工作安全可靠，适用范围广。缺点：•间歇工作，存在空行程，非生产性功率消耗增加。•由于动颚和连杆作往复运动，工作时产生很大的惯性力，使零件承受很大载荷，因而对基础质量要求很高。•破碎粘湿物料时会使生产能力下降，甚至发生堵塞现象。•破碎干片状物料时，片状物料易顺颚板宽度方向通过而难以达到破碎目的，造成出料溜子或下级破碎机进料口堵塞。•破碎比较小。圆锥破碎机：工作原理：动锥沿定锥的内表面作偏旋运动。在靠近定锥处，物料受到动锥挤压和弯曲作用而被破碎；在偏离定锥处已破碎的物料由于重力的作用从后，锥底落下，同时大块物料进入破碎腔中。性能特点：优点：破碎过程是沿着圆环形破碎腔连续进行的，因此生产能力较大，单位电耗较低，工作较平稳，适于破碎片状物料，破碎产品的粒度也较均匀。产品粒度特性曲线表明，产品粒度组成中超过出料口宽度的物料粒度较颚式破碎机为小，数量也少。同时，料块可直接从运输工具倒入进料口，无需设置喂料机。缺点：结构复杂，造价较高，检修较困难，机身较高因而使厂房及基础构筑物的建筑费用增加。锤式破碎机：工作原理：转子静止时，由于重力作用锤子下垂。当转子转动时，锤子在离心力作用下向四周幅射伸开。进入机内的物料受到锤子打击而破碎。同时，由于物料获得动能，以较高的速度向打击板冲击或互相冲击而破碎。小于篦缝的物料通过篦缝向下卸出，未达要求的物料仍留在筛面上继续受到锤子的冲击和剥磨作用，直至达到要求尺寸后卸出。性能：优点：•生产能力高，破碎比大，电耗低，机