粉体

武汉工程大学《粉体技术》复习一．填空题（2分*10=20分）1.喂料机的速度0.05~0.45m/s间距：0.25~0.3m2.200目的直径（0.074mm）（筛制）3.粒径的表示方法：三轴径，定向径，当量径4.粉碎比粉碎比：物料粉碎前的平均粒径D与粉碎后的平均粒径d之比称为平均粉碎比，用i表示。i=D/d。对于破碎机而言，可允许的最大进料口尺寸与最大出料口尺寸之比（称公称粉碎比）作为粉碎比。5.休止角：安息角是粉体粒度较粗状态下又自重运动所形成的角。测量方法有排出角法、注入角法、滑动角法以及剪切盒法等多种。排出角法是去掉堆积粉体的方箱的某一侧壁，则残留在箱内的粉体斜面的倾角即为安息角。6.化学制粉法主要方法：气相沉积法，化学还原法，电化学制粉法7.气固分离过程：捕集分离——排尘——排气。8.颗粒粒径的常用测量方法直接观察法，筛分法，沉降法（重力离心力）激光法（光衍射光子相干）。9.粒度分布的描述方式1）频率分布2）累积分布10.描述颗粒形状的参数：均齐度，充满度，球形度，圆形度，原角度，表面指数，形状系数。(颗粒形状术语：形状系数，形状指数)11.粒度分布函数表示方法：正态分布12.粒度测定分类：显微观察法，筛分法，光衍射法，沉降法，气体吸附法（BET）13.粉碎的方法：击碎，磨碎，压碎，折碎，劈碎14.粉体流动形式1）重力流动2）压缩流动3）流态化流动15筛网类型：振动筛，摇动筛，回转筛等16三轴径：高度h：颗粒最低势能态时正视投影图的高度；宽度b：颗粒俯视投影图的最小平行线夹距；长度l：颗粒俯视投影图中与宽度方向垂直的平行线夹距。17.重力浓缩技术过程：澄清------区带沉降-----压实沉降18.混合描述评价指标：标准偏差离散度和均匀度混合指数19.压缩造粒原理：密实填充------表面变形------塑性形变二．名词解释（4*5分=20分）1.粒径：颗粒的粒径是指其在空间范围内所占据的线形尺寸，粒度和粒径是颗粒几何性质的一维表示，是最基本的几何特征。2过滤：过滤使悬浮液通过能截留固体颗粒并具有渗透性的多孔介质实现固液分离过程。3分级：:按生产工艺的要求,把粉碎产品按某种粒度大小或不同种类颗粒进行分选的操作过程称为分级。4造粒：将粉体制作成具有一定形状和强度的固体颗粒的过程。5筛分：将粉末颗粒置于具有一定大小孔径或缝隙的筛面上,使通过筛孔为筛下料,被截留在筛面上为筛上料.这种分级方法为筛分。6.粉碎：利用机械力克服固体物料内部凝聚力使之破碎成符合要求的小颗粒的单元操作。7.三轴径：在投影图中，能定义一组描述颗粒大小的几何量：高、宽、长，高度h：颗粒最低势能态时正视投影图的高度，宽度b：颗粒俯视投影图的最小平行线夹距，长度l：颗粒俯视投影图中与宽度方向垂直的平行线夹距。由三者计算而来的称为三轴径，如三轴平均径。8.筛析：又称为休止角，静止状态的粉体堆积体自由表面与水平面之间的夹角为休止角。三．简答题（4分*5=20分）1.混合机理：两种或两种以上不同组分构成的混合物在混合机或者料罐内，在外力作用下进行混合，从开始时的局部混合达到整体的均匀混合状态，在某个时刻达到动态平衡，之后，混合均匀度不会再提高，而分离和混合则反复交替他进行着。整个混合过程存在着三种混合方式：（一）对流混合（二）扩散混合（三）剪切混合。2.计算（平均粒径）：平均粒径的定义设颗粒群由一系列粒径的颗粒组成的集合体，其物理特性f(d)可用各粒径函数的加成表示：f(d)=∑f(dn)式中f(d)称为定义函数若假定颗粒群由等径球组成，直径为D，且f(d)=f(D)则D表示系统的平均粒径3.粉碎理论：模型：一，体积粉碎模型，二，表面粉碎模型，三，均一粉碎模型。4.雾化法机理：雾化------聚并-----凝固（物理制粉法原理）5.筛分机理颗粒筛分条件：在筛分过程中,颗粒若通过筛孔,其必要条件是颗粒的大小一定要比筛孔小,充分条件是颗粒与筛面间要保持相对运动。颗粒通过概率：如图一方形筛孔,筛孔净边长为D,筛丝直径为Db,而被筛分的颗粒直径为的球形d,.球粒中心的运动范围为(D+Db)2,球若落下其球心的位置应在(D-d)2,球落下的几率为:6.筛制：a)ISO制:以方孔筛的边长表示筛孔大小.b)公制筛:每平方厘米筛面面积上含有筛孔的数目表示筛孔大小,一般用1cm长度上筛孔数目表示筛号.c)英制筛:每1英寸长度上筛孔的数目表示筛目.d)筛系列:标准筛的筛比为(2)1/4=1.189,常用于测定粒度分布.另有与之并列的筛比为(10)1/10=1.25的系列.7..介绍颗粒破碎的过程与原理（5分）材料经历了如下过程得以破碎：弹性形变、屈服点、破坏、裂痕扩大、破碎、粉碎。主要原理有：击碎：物料在瞬间受到外来冲击力的作用被破碎。压碎：在两个工作面之问的物料，受到缓慢增长的压力作用而被破碎的方法称为压碎。此破碎方法适用于破碎大块硬质物。物料受到两个相对移动的工作面的作用，或在各种形状的研磨体之间的摩)/1/1()()(22DDDdDDdDPbb擦作用而被粉碎的方法称为磨碎。折碎：物料在受到两个相互错开的凸棱工作面间的压力作用而被破碎的方法。此法主要适用于破碎硬脆性物料。劈碎：物料在曲个尖棱工作面之间，受到尖棱的劈裂作用而被破碎的方法。此法多适用于破碎脆性物料。8.制粉法有哪几种方法，其类型分别是什么？（4分）雾化法是一种典型的物理制粉方法，是通过高压雾化介质，如气体或水强烈冲击液流，或通过离心力使之破碎、冷却凝固来实现的。大的液珠当受到外力冲击的瞬间，破碎成数个小液滴，假设在破碎瞬间液体温度不变，则液体的能量变化可近似为液体的表面能增加。液体颗粒破碎的同时，还可能发生颗粒间相互接触，再次成为一个较大的液体颗粒，并且液体颗粒形状向球形转化，这个过程中，体系的总表面能降低，属于自发过程。液体颗粒冷却形成小的固体颗粒。物理蒸发冷凝制粉是一种制备超微金属粉末的重要方法，采用不同的能量输入方式，使金属气化，然后再在冷凝壁上沉积从而获得金属粉末。由于粉末的粒度很小，比表面积很大，因而化学活性很强。为防止金属粉末氧化，在冷凝室内一般都要通入惰性气体。这样在金属蒸气脱离熔体的很短时间内，会被周围气体迅速冷却，金属原子很快聚集成超微颗粒。9.描述颗粒形状的参数有哪些，如何计算（5分）均齐度：F=b*b/(l*n)充满度：F=LBT/V球形度：2SVwdd圆形度：Ψ=Πd/L原角度：F=∑r/NR10.物理制粉法有哪几种方法，其原理分别是什么（5分）雾化法是一种典型的物理制粉方法，是通过高压雾化介质，如气体或水强烈冲击液流，或通过离心力使之破碎、冷却凝固来实现的。大的液珠当受到外力冲击的瞬间，破碎成数个小液滴，假设在破碎瞬间液体温度不变，则液体的能量变化可近似为液体的表面能增加。液体颗粒破碎的同时，还可能发生颗粒间相互接触，再次成为一个较大的液体颗粒，并且液体颗粒形状向球形转化，这个过程中，体系的总表面能降低，属于自发过程。液体颗粒冷却形成小的固体颗粒。物理蒸发冷凝制粉是一种制备超微金属粉末的重要方法，采用不同的能量输入方式，使金属气化，然后再在冷凝壁上沉积从而获得金属粉末。由于粉末的粒度很小，比表面积很大，因而化学活性很强。为防止金属粉末氧化，在冷凝室内一般都要通入惰性气体。这样在金属蒸气脱离熔体的很短时间内，会被周围气体迅速冷却，金属原子很快聚集成超微颗粒。四．论述题（8分*5=40分）1.分离器的原理与简图（离心式分级器，旋风分级器，粗分级器）机理见复习本2.气力输送装置：3.分级系统图4.化学气相沉积制粉法类型及原理（1）原理化学反应-----均相形核----晶粒生长----团聚（2）化学反应类型分解反应：)()()(nNmMaA化合反应：)()()()(nNmMbBaA（3）过程1.化学反应2.均相形核：气相反应发生后的瞬间，在反应区内形成了产物蒸气，当反应进行到一定程度时，产物蒸气浓度达到过饱和状态，这时产物晶核就会形成。由于体系中无晶种或晶核生成基底，因此反应产物晶核的形成是个均匀形核过程。3晶粒生长：均相晶核形成之后，稳定存在的晶核便开始晶粒生长过程。小晶粒通过对气相产物分子的吸附或重构，使自身不断长大。理论和实践都表明：晶粒生长过程主要受产物分子从反应体系中向晶粒表面的扩散迁移速率所控制。4.团聚：颗粒之间由于存在着较弱的吸附力作用，主要包括范德华力、静电引力等，颗粒之间会发生聚集，颗粒越小，则聚集效果越明显，这一现象被称为团聚。对于超微粉末，团聚是一个普遍存在并不容忽视的问题，在实际使用超微粉末时，如果不能有效地解决团聚问题，则粉末就可能失去其特有的性质。5.粉碎设备（见笔记）机械制粉法主要设备类型有哪些，举三种常用的设备，并画出其结构简图（25分）1）．高速机械冲击微粉碎依靠高速旋转的工件撞击和打击颗粒，并使其在转子与定子间、物料颗粒与颗粒间产生高频度的相互强力冲击、剪切而粉碎。2）．研磨介质粉碎利用运动的研磨介质对颗粒状物料施加冲击、研磨、摩擦、剪切等作用使物料粉碎。3）．气流磨通过气体传输粉料的一种研磨方法。与机械研磨法不同的是，气流研磨不需要磨球及其它辅助研磨介质。研磨腔内是粉末与气体的两相混合物。6.常用的筛分设备有摇动筛：是在重力、惯性力和物料与筛面之间的摩擦力的作用下，物料与筛面之间产生不对称的相对运动而进行连续筛分。按筛面的运动规律不同，摇动筛可分为直线摇动筛、平面摇晃筛和差动筛。振动筛：振动筛是由筛机产生高频振动而实现筛分操作的。由于振动筛筛面具有强烈的高频振动，筛孔几乎完全不会被物料堵塞，故筛分效率高，生产能力大，筛面利用率高。振动筛结构也简单，占地面积小，重量轻，动力消耗省，价格低，应用范围较广，特别适用于细粒物料和浆料的筛分操作。应用较多的是惯性振动筛、偏心振动筛和电磁振动筛。下面介绍惯性振动筛。回转筛：回转筛是一种筛面作回转运动的筛分机械。