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文为您解析粉体

更新时间:2017-11-10   点击次数:658次

粉体是由许许多多小颗粒物质组成的集合体。其共同的征是:具有许多不连续的面,比表面积大,由许多小颗粒物质组成。

颗粒的概念

与大块固体相,相对微小的固体称之为颗粒。根据其尺度的大小,常区分为颗粒(particle)、微米颗粒(micronparticle)、亚微米颗粒(sub-micronparticle)、微颗粒(ultramicronparticle)、纳米颗粒(nano-particle)等等。这些词汇之间有定的区别,目前正在建立相应的标准行界定。通常粉体程学研究的对象,是尺度界于10m到10m范围的颗粒。

随着观察和实际操作能力的提,制备和使用这些微小颗粒的不断地从毫米走入微米,从微米走入纳米。即使还不知道颗粒微细化终点到哪里,但确实在不断逼近分子水平。20纪90年代初,化学家关注的由60个碳原子组成的32面体的原子群等,方面是分子簇,另方面可以看到呈现具有粉体颗粒性的状态,可以说人类的操作能力入分子和颗粒连续的时代。

广义上说,颗粒不于固体颗粒,还有液体颗粒、气体颗粒。如空气中分散的水滴(雾、云);液体中分散的液滴(乳状液);液体中分散的气泡(泡沫);固体中分散的气孔等都可视为颗粒,它们都是"颗粒学"的研究对象。而粉体程学的研究对象是大宗的固体颗粒集合体。

从颗粒存在形式上来区分,颗粒有单颗粒和由单颗粒聚集而成的团聚颗粒,单颗粒的性质取决于构成颗粒的原子和分子种类及其结晶或结合状态,这种结合状态取决于物质生成的反应条件或生成过程。从化学组成来分,颗粒有同物质组成的单质颗粒和多种物质组成的多质颗粒。多质颗粒又分为由多个多种单质微颗粒组成的非均质复合颗粒和多种物质固溶在起的均质复合颗粒之分。从性能的关联度来考虑,原子分子的相互作用决定了单颗粒,单颗粒之间的相互作用决定了团聚颗粒或复合颗粒的性;团聚与复合颗粒的集合决定了粉体的宏观性;粉体的宏观性又影响到其处理过程和产品的。

颗粒的性

从粉体程学广泛的应用域来看,以微小颗粒的形式来处理固体物质具有如下显而易见的几方面的性与有利性:

1.比表面积增大促溶解性和物质活性的提,易于反应处理。

2.颗粒状态易于动,可以计量控制供给与排出和成形。

3.实现分散、混合、均质化与梯度化,控制材料的组成与构。

4.易于成分分离,有效地从天然资源或废弃物中分离有用成分。

如上所述,可以充分理解以颗粒或颗粒集合体形式处理物料的重要性。

颗粒的性质决定了粉体的性质,粉体程学涉及的基本理论主要研究颗粒的体相性质(大小与分布、形状、比表面积、堆积性、磁电热光等性质);颗粒的表面与界面性质(表面的不饱和性、表面的非均质性、表面能等);颗粒表面的润湿性(润湿类型、接触角与临界表面张力、亲液·疏液性等);颗粒表面的动电性质(表面电荷起源、颗粒表面电位与吸附性等);颗粒表面的化学反应(类型与机理与反应动力学)等物性与性。

粉体

 

"粉"与"粒"的关系

拆字思义,"粉"乃将米粉碎而成,"粒"乃米的立存在,这两个字形象地表明了古人对粉体和颗粒的认识。尺之棰,日取其半,不竭。这是《庄子·天下》中对物质微细化过程的直接描述,它形象简洁地阐明了颗粒无限可分的概念。《金刚经》也记录过释迦佛陀多次以恒河中沙尘颗粒个数来比喻之大:河中沙粒之多,再以粒沙比喻成为条河,又可以*地放大到无垠的空间。

古代贤早已对颗粒构成的大千界有了清楚的认识,而且这种无限、不断可分与放大的"尽虚空,遍法界"的多尺度思想和宽广的意境对我们认识粉体、认识颗粒有着及其重要的启发作用。

人类对客观界的认识是从微观、介观和宏观等不同层次上行的,认知范围的扩大与内容的深入,不断增强着人类对掌控客观界的能力。对于人们热心的粉体来说,从构成原子的微粒子到充满无数星的天体群,都在不同尺度上反应了颗粒(个体)与粉体(群体)之间的密切关系。