微纳粉体加工技术与装备

粉体的微纳化在各领域得到蓬勃发展，产业规模空前扩大，微纳粉体在新材料、微电子、轻化工、生物医药、食品以及国防军事等诸多相关行业的应用越来越广泛。目前，发达国家粉体加工技术日新月异，以高新技术为特点的粉体加工与分级设备层出不穷，我国虽起步较晚，但近些年也取得了较快发展，在设备研发与应用方面取得了较大突破。为了进一步推动粉体技术的发展，我国专门成立了国家特种超细粉体工程技术研究中心，一些省份（如江苏省、山西省）也建设了超细粉体工程技术研究中心。

粉体微纳化技术包括制备、分级和输送等。目前，微纳粉体的制备仍然以机械粉碎法为主，制得的产品粒度可降低至亚微米级甚至纳米级、粒度分布也比较窄，但是仍不能直接满足工业应用的严格要求。粉体分级的意义在于将机械粉碎法制得的粉体分选得到满足工业要求的粒度范围产品，随着新设备和新技术的研发，分级粒径已可减小到亚微米级。气力输送是现代粉体领域不可或缺的重要环节，它以密封式输送管道代替传统的机械输送物料，是一种较为适合粉体物料输送的现代物流系统。此外，随着计算机技术的发展，现代仿真技术在粉体设备设计、分级效果评价等领域的应用越来越广泛。借助于仿真技术，可以详细分析设备内部的物理场分布、颗粒运动状态等，这对于粉体设备结构优化和开发具有重要意义。

本书编撰的目的是总结近年来粉体微纳化相关理论、技术与装备等方面的主要进展，以及现代仿真技术在微纳粉体领域的应用，为从事该领域科学研究、技术开发以及生产应用人员提供有价值的参考书籍。

本书以粉体微纳化技术及相关设备的应用为主线，系统总结了微纳粉体粉碎与分级技术的基础理论和应用实例以及粒度检测原理和方法。本书分为7章，第1章介绍微纳粉体的特点和应用、相关技术与装备以及未来发展趋势；第2章力求全面精炼地介绍国内外具有代表性的微纳粉体粉碎与分级技术的理论基础；第3章介绍粉体的表征与测试技术，通过实例介绍相关检测设备的使用方法；第4章详细介绍微纳粉体粉碎技术基本原理和典型设备及其应用；第5章介绍微纳粉体粉分级术和典型设备及应用；第6章主要介绍粉体气力输送方面相关理论和系统结构；第7章通过实际案例详细介绍现代仿真技术在粉体设备设计领域的应用。

本书由俞建峰和宋明淦主编,江南大学机械工程学院研究生傅剑、赵江、夏晓露、郑向阳、吴撼、楼琦、王智、唐永康、梁洁、程洋、石赛、谢耀聪、李治等参与了编写工作并付出了艰辛的努力,在此表示感谢。本书的编写还得到了相关微纳米粉体加工企业——无锡赫普轻工设备技术有限公司和无锡市科丰自控设备有限公司的大力支持,为本书提供了相关设备技术资料,在此一并致谢。编者还要感谢关心、支持、指导本书出版的专家学者,衷心感谢他们提出的宝贵建议。同时,对提供技术资料的相关企业和参考文献中涉及的国内外专家学者表示诚挚的谢意!

由于编者水平有限，书中难免存在不足之处，恳请广大专家和读者批评指正。

俞建峰于江南大学

2018年12月26日

第1 章绪　论1

1.1 微纳粉体材料的特点及应用                                     1

1.2 微纳粉体材料的制备与分级                                     4

1.2.1 超细粉碎技术与装备                                     4

1.2.2 精细分级技术与装备                                     8

1.3 粉体微纳化技术与装备的发展趋势                               9

1.3.1 粉体微纳化装备的智能化和网络化                         9

1.3.2 粉体微纳技术工艺的优化  
                            10

参考文献                                                        
11

第2 章粉体微纳化技术理论基础12

2.1 超细微纳米化破碎理论机理分析                                 12

2.1.1 超细粉碎理论基础                                     12

2.1.2 超细粉体的特征                                       15

2.1.3 物料粉碎方式                                         19

2.1.4 物料粉碎模型                                         20

2.1.5 物料粉碎理论                                         20

2.2 气流冲击粉碎理论                                             29

2.2.1 喷嘴高速气流的形成                                   29

2.2.2 颗粒的加速规律                                       31

2.2.3 冲击粉碎理论                                         33

2.3 剪切粉碎理论                                                
37

2.3.1 剪切粉碎模型         
                               37

2.3.2 剪切粉碎理论                                         39

2.4 研磨粉碎理论                                               
48

2.4.1 研磨粉碎模型                                         48

2.4.2 理论的应用                                           50

2.5 微纳粉体分级理论                                             54

2.5.1 粉体分级概述                                         54

2.5.2 主要粉体分级理论                                     54

2.5.3 评价参数                                             64

参考文献                                                         70

第3 章微纳粉体表征与测试方法72

3.1 粒度分布及其测试   &