粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)体(ti)(ti)无处不在,早上(shang)(shang)吃碗面(mian)条(tiao),其(qi)(qi)(qi)(qi)原料(liao)(liao)面(mian)粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)是(shi)粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)体(ti)(ti),端在手里(li)的(de)(de)陶(tao)(tao)瓷(ci)碗,踩在脚(jiao)下的(de)(de)陶(tao)(tao)瓷(ci)砖,其(qi)(qi)(qi)(qi)制(zhi)备原料(liao)(liao)也(ye)是(shi)粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)体(ti)(ti);吃罢早餐,化个(ge)妆,用(yong)的(de)(de)眉粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)、粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)底(di)其(qi)(qi)(qi)(qi)原料(liao)(liao)又(you)是(shi)粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)体(ti)(ti);走(zou)在干(gan)净(jing)的(de)(de)水(shui)泥(ni)路上(shang)(shang),其(qi)(qi)(qi)(qi)主体(ti)(ti)原料(liao)(liao)还是(shi)粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)体(ti)(ti),就算是(shi)个(ge)泥(ni)巴路,其(qi)(qi)(qi)(qi)主体(ti)(ti)泥(ni)土也(ye)是(shi)自然界(jie)中(zhong)体(ti)(ti)量最大的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)体(ti)(ti)。感冒了吃个(ge)药(yao)片,其(qi)(qi)(qi)(qi)原料(liao)(liao)也(ye)是(shi)粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)体(ti)(ti)。天气(qi)冷了贴个(ge)暖宝宝,其(qi)(qi)(qi)(qi)工作有(you)(you)效成分又(you)是(shi)金属铁粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)体(ti)(ti)。除了这些“身份(fen)”明显(xian)的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)体(ti)(ti),还有(you)(you)一(yi)(yi)些粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)体(ti)(ti)会(hui)躲到(dao)(复(fu)合)到(dao)其(qi)(qi)(qi)(qi)他(ta)材(cai)料(liao)(liao)里(li)面(mian),例如(ru)汽车轮(lun)胎(tai)会(hui)添(tian)加炭(tan)黑起(qi)到(dao)增(zeng)(zeng)(zeng)强或者着色作用(yong),涂料(liao)(liao)中(zhong)的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)体(ti)(ti)材(cai)料(liao)(liao)起(qi)到(dao)填充或者颜料(liao)(liao)的(de)(de)作用(yong),混入(ru)塑料(liao)(liao)中(zhong)的(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)体(ti)(ti)可以起(qi)到(dao)增(zeng)(zeng)(zeng)强、增(zeng)(zeng)(zeng)硬、增(zeng)(zeng)(zeng)量等等作用(yong)。总之粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)体(ti)(ti)无处不在难(nan)以一(yi)(yi)一(yi)(yi)清(qing)点,如(ru)上(shang)(shang)仅摘取了粉(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)体(ti)(ti)材(cai)料(liao)(liao)瀚(han)海汪洋之间的(de)(de)小(xiao)(xiao)(xiao)小(xiao)(xiao)(xiao)水(shui)滴(di)为吃瓜群众做一(yi)(yi)个(ge)小(xiao)(xiao)(xiao)小(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)入(ru)题(ti)。
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如上都是(shi)粉体的“实(shi)体”介绍(shao),但对于“粉体是(shi)什么(me)”这(zhei)个(ge)概念,还没有一定(ding)(ding)明(ming)显的定(ding)(ding)义(yi),下(xia)文(wen)将就“粉体是(shi)什么(me)?”这(zhei)一话(hua)题展开(kai)话(hua)匣(xia)子(zi)。如若刹不(bu)住车跑偏了(le),还请(qing)各位看官见谅。
首选,小编用百度检索了(le)一下“粉体(ti)(ti)”,得到这样的(de)答案:“粉体(ti)(ti)是由许许多多小颗(ke)(ke)粒(li)(li)(li)物(wu)质(zhi)组成的(de)集合体(ti)(ti)。其共同的(de)特(te)征是:具有许多不(bu)连续(xu)的(de)面,比表面积大(da),由许多小颗(ke)(ke)粒(li)(li)(li)物(wu)质(zhi)组成。”从广义上说,颗(ke)(ke)粒(li)(li)(li)不(bu)仅限于固体(ti)(ti)颗(ke)(ke)粒(li)(li)(li),还有液体(ti)(ti)颗(ke)(ke)粒(li)(li)(li)、气体(ti)(ti)颗(ke)(ke)粒(li)(li)(li),如空气中(zhong)分散(san)的(de)水滴(di)(雾(wu)、云);液体(ti)(ti)中(zhong)分散(san)的(de)液滴(di)(乳状液);液体中(zhong)分(fen)散的气泡(泡沫);固体中(zhong)分(fen)散的气孔等(deng)都可视为颗(ke)粒,它们都是“颗(ke)粒学”的研究(jiu)对象。而粉(fen)体工程学(xue)的(de)研究对(dui)象是大宗的(de)固体颗粒集合体。粉(fen)(fen)体(ti)(ti)(ti)(ti)是指离散状(zhuang)态(tai)下固体(ti)(ti)(ti)(ti)颗(ke)粒集合体(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)形态(tai),但(dan)粉(fen)(fen)体(ti)(ti)(ti)(ti)又有流体(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)属(shu)性(xing):没有具体(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)形状(zhuang),可以(yi)流动(dong)飞扬等。粉(fen)(fen)体(ti)(ti)(ti)(ti)在(zai)加工、处理、使用方面表现出独特的(de)性(xing)质(zhi)和不(bu)可思议的(de)现象,尽管在(zai)物理学上没有明确界定,我们认为“粉(fen)(fen)体(ti)(ti)(ti)(ti)”是物质(zhi)存在(zai)状(zhuang)态(tai)的(de)第(di)4种形态(tai)(流体(ti)(ti)(ti)(ti)和固体(ti)(ti)(ti)(ti)之间(jian)的(de)过渡状(zhuang)态(tai))。
粉体是从何而来?工(gong)业(ye)上(shang)所用(yong)的粉体(ti)材(cai)(cai)料一般(ban)非搬运(yun)天(tian)然存在的粉体(ti)而(er)来,工(gong)业(ye)用(yong)粉体(ti)的制(zhi)取(qu)可(ke)以用(yong)物理(li)方(fang)法也可(ke)以用(yong)化学方(fang)法。不(bu)同(tong)制(zhi)备方(fang)法适(shi)用(yong)于不(bu)同(tong)应用(yong)范畴及材(cai)(cai)料。下(xia)文(wen)将对粉体(ti)材(cai)(cai)料的制(zhi)备方(fang)法进(jin)行一个简(jian)要的介(jie)绍。
1、物理方法:
物理粉(fen)(fen)碎法(fa)(fa):通过机(ji)械粉(fen)(fen)碎、电(dian)火花爆(bao)炸等方法(fa)(fa)得到粉(fen)(fen)体(ti)材(cai)(cai)(cai)料。其(qi)特点(dian)操(cao)作简单、成本低,但产品纯度相对较低,颗粒(li)分布不均(jun)匀。物理粉(fen)(fen)碎也(ye)(ye)可以(yi)用于化学法(fa)(fa)制备(bei)的(de)粉(fen)(fen)体(ti)材(cai)(cai)(cai)料后处理,可以(yi)粉(fen)(fen)体(ti)材(cai)(cai)(cai)料更(geng)加微细化,在合(he)适的(de)控制手段下,也(ye)(ye)可制备(bei)出粒(li)度分布均(jun)匀,颗粒(li)小的(de)粉(fen)(fen)体(ti)材(cai)(cai)(cai)料。
真空(kong)冷凝法:用真空(kong)蒸发(fa)、加热、高频感应等方(fang)法使原(yuan)料气化或(huo)形成等离子体,然后骤冷。其特点纯度高、结晶组(zu)织好(hao)、粒度可控,但技术设(she)备要求高。
2. 化学方法
气相(xiang)沉积法(fa):利用金属化(hua)合物蒸气的化(hua)学反应合成纳米材(cai)料(liao)。其(qi)特点产品纯度高,粒度分布窄。
沉淀法:把沉淀(dian)剂加入到盐(yan)溶液(ye)中(zhong)反应后(hou),将沉淀(dian)热处(chu)理得到纳米材(cai)料。其特点(dian)简单易行,但(dan)纯度低,颗粒半径(jing)大(da),适(shi)合(he)制备氧化物。
水热合成:高(gao)温高(gao)压下在水溶液或蒸汽(qi)等(deng)流体中合成,再经分离和热处理得(de)纳米粒子(zi)。其特点纯度高(gao),分散性好(hao)、粒度易控制。
溶(rong)胶凝胶法:金属化(hua)合(he)物经溶液、溶胶(jiao)、凝(ning)胶(jiao)而固(gu)化(hua),再经低(di)温热处理而生(sheng)成(cheng)纳米粒(li)子。其特点反应物种多,产物颗(ke)粒(li)均一,过(guo)程易控(kong)制(zhi),适于氧化(hua)物和Ⅱ~Ⅵ族化(hua)合(he)物的制(zhi)备。
微乳液法:两(liang)种互不相溶(rong)的(de)溶(rong)剂(ji)在(zai)表面活性(xing)剂(ji)的(de)作用下形成乳液(ye),在(zai)微泡中(zhong)经成核、聚结、团(tuan)聚、热处(chu)理后得纳(na)(na)米(mi)粒子。其特点粒子的(de)单分散和(he)界面性(xing)好,Ⅱ~Ⅵ族半(ban)导体纳(na)(na)米(mi)粒子多用此法(fa)制备。
工业上关注粉体什么性质?
上文已(yi)经提到,物质物态(tai)有3种即固(gu)(gu)体(ti)(ti)(ti)、液(ye)体(ti)(ti)(ti)、气体(ti)(ti)(ti)。液(ye)体(ti)(ti)(ti)与(yu)气体(ti)(ti)(ti)具(ju)有流(liu)动(dong)(dong)性,而固(gu)(gu)体(ti)(ti)(ti)没有流(liu)动(dong)(dong)性;但把固(gu)(gu)体(ti)(ti)(ti)粉(fen)碎成颗粒(li)的(de)聚集(ji)体(ti)(ti)(ti)之后则具(ju)有与(yu)液(ye)体(ti)(ti)(ti)相类似的(de)流(liu)动(dong)(dong)性,具(ju)有与(yu)气体(ti)(ti)(ti)相类似的(de)压缩(suo)性,也具(ju)有固(gu)(gu)体(ti)(ti)(ti)的(de)抗形变能力,所以(yi)有人把粉(fen)体(ti)(ti)(ti)列为“第四种物态(tai)”来进行(xing)研究。
目前关注到的粉(fen)体的(de)基本性(xing)(xing)质有(you):粒(li)度(du)(du)及粒(li)度(du)(du)分布、粒(li)子的(de)形态(tai)、比表面(mian)积、空隙率(lv)与(yu)密度(du)(du)、流动性(xing)(xing)与(yu)充填性(xing)(xing)、吸湿性(xing)(xing)等,不(bu)同的(de)(de)(de)特(te)性(xing)会给(ji)材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)应用(yong)(yong)(yong)带来不(bu)一(yi)样的(de)(de)(de)效(xiao)果。举(ju)个(ge)例子(zi),在制药工业中的(de)(de)(de)应用(yong)(yong)(yong)即使是(shi)单一(yi)物质,如果组成(cheng)粉(fen)(fen)体的(de)(de)(de)各个(ge)单元(yuan)粒子(zi)的(de)(de)(de)形状、大小、粘附性(xing)等(deng)不(bu)同,粉(fen)(fen)体整体的(de)(de)(de)性(xing)质将产生(sheng)很(hen)(hen)大的(de)(de)(de)差(cha)异。因此很(hen)(hen)难将粉(fen)(fen)体的(de)(de)(de)各种性(xing)质如气体、液体那(nei)样用(yong)(yong)(yong)数学模式来描述(shu)或定(ding)义。但是(shi)粉(fen)(fen)体技术也(ye)能为(wei)固体制剂的(de)(de)(de)处(chu)方(fang)(fang)设计、生(sheng)产过(guo)程(cheng)以及(ji)质量控制等(deng)诸方(fang)(fang)面(mian)提供重要的(de)(de)(de)理论依(yi)据和试(shi)验方(fang)(fang)法。又举(ju)一(yi)个(ge)例子(zi),无机非金属材(cai)(cai)(cai)料烧结(jie)过(guo)程(cheng)中所形成(cheng)的(de)(de)(de)显微结(jie)构,在很(hen)(hen)大程(cheng)度(du)上由所采用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)原料粉(fen)(fen)体的(de)(de)(de)特(te)性(xing)所决定(ding),根据材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)应用(yong)(yong)(yong)要求,对(dui)所用(yong)(yong)(yong)粉(fen)(fen)体原料的(de)(de)(de)制备(bei)过(guo)程(cheng)控制及(ji)性(xing)能调控、进行合(he)适(shi)的(de)(de)(de)后处(chu)理等(deng)是(shi)获(huo)得性(xing)能优良材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)前提。
作者:粉(fen)体圈小(xiao)白