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| 超細粉體制備及分級技術(shù)現狀 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-12-04 10:34:31 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）超細粉體，是指粒徑在微米級到納米級的一系列超細材料。按照我國礦物加工行業(yè)的共識，將超細粉體定義為粒徑100% 小于30 μm的粉體。按照粒度的不同，超細粉體通常分為: 微米級( 粒徑1~30 μm ) 、亞微米級( 粒徑1~0.1μm) 和納米級( 0. 001~0.1μm)。由于粒徑的大幅減小，超細粉體表現出了塊狀材料所不具有的表面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應和宏觀(guān)量子隧穿效應，因而在熱、光、磁、化、力等性能上有較大差異。超細粉體所具有的這些特異性能使之在汽車(chē)、化工、復合材料、生物工程和醫學(xué)等領(lǐng)域獲得廣泛應用。
三十幾年來(lái)，我國超細粉體的研究和應用得到迅速發(fā)展，超細粉體的制備技術(shù)也日趨成熟，但在超細粉體的工業(yè)規?；a(chǎn)工藝上仍存在一些問(wèn)題，隨著(zhù)現代工業(yè)技術(shù)要求的提高，這些缺點(diǎn)已成為行業(yè)發(fā)展所亟需解決的問(wèn)題。為此，筆者總結了國內機械加工設備的特點(diǎn)，對不同制備工藝和方法進(jìn)行比較，分析了現階段的研究方向，并提出了相應的設想。
1、 超細粉體的制備
超細粉體的制備方法有很多，從其制備的原理上通常分為化學(xué)合成法和物理粉碎法?；瘜W(xué)合成法是通過(guò)化學(xué)反應，由離子、原子等經(jīng)過(guò)晶核形成和長(cháng)大而得到粉體?；瘜W(xué)法所制備的超細粉體具有粒徑小、粒度分布窄、粒形好和純度高等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是產(chǎn)量低、成本高和工藝復雜; 物理粉碎法是通過(guò)機械力的作用使物料粉碎。
機械粉碎法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量大、成本低和工藝簡(jiǎn)單，適應于大批量工業(yè)生產(chǎn)。而且在粉碎過(guò)程中產(chǎn)生機械化學(xué)效應，能使粉體活性提高。因此，目前制備超細粉體材料的主要方法為機械粉碎法，幾種主要機械粉碎設備如表1 所示。其中，輥壓機與球磨機配合使用，能夠應用于工業(yè)大規模生產(chǎn)，且產(chǎn)品顆粒級配較好，活性較高。而氣流粉碎機因其較好的產(chǎn)品性能，也在一些特殊領(lǐng)域得到廣泛的應用。
2、 超細粉體的分級
超細粉體的分級是根據不同粒徑顆粒在介質(zhì)中受到離心力、重力、慣性力等的作用，產(chǎn)生不同的運動(dòng)軌跡，從而實(shí)現不同粒徑顆粒的分離，進(jìn)入到各自的收集裝置中。
在使用粉碎設備進(jìn)行超細粉碎時(shí)，不同顆粒所受到的作用力并不均勻，往往只有部分粉體達到粒度要求，已經(jīng)達到要求的產(chǎn)品如果不能及時(shí)分離出去，就會(huì )造成物料的過(guò)粉碎，而且這部分粉體還會(huì )因粒度過(guò)小發(fā)生團聚，從而使粉碎效率降低。因此，及時(shí)使用超細分級機將破碎后的產(chǎn)品進(jìn)行有效的分級，就能避免物料的過(guò)粉碎，提高粉碎效率和降低能耗。超細分級按采用介質(zhì)的不同，一般分為干式和濕式兩種。濕式分級以液體為分散介質(zhì)，分級精度較高，均勻性好。但濕式分級存在干燥、廢水處理等一系列后續操作問(wèn)題，因而限制了它的發(fā)展。干法分級是采用重力場(chǎng)，慣性力場(chǎng)或離心力場(chǎng)對粉體進(jìn)行分級，多為氣力分級，隨著(zhù)高速機械沖擊式和氣流式粉碎機的大量應用，干式分級也得到大力發(fā)展。表2 為幾種常用超細分級機。
3、 存在問(wèn)題
隨著(zhù)超細粉體應用領(lǐng)域的不斷擴大，各領(lǐng)域對超細粉體的性能要求也越來(lái)越高，傳統的制備方法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現階段的技術(shù)要求。這主要體現在:
1) 傳統單一的超細粉體設備生產(chǎn)能力較低，能耗大，資源利用率較低，易造成污染。
2) 制備的超細粉體均勻性和分散性較差，團聚問(wèn)題嚴重，使得產(chǎn)品性能降低。
3) 設備技術(shù)落后，粉碎機械理論的研究進(jìn)展緩慢，缺乏自主創(chuàng )新的新型設備。
4) 企業(yè)規模較小，生產(chǎn)線(xiàn)系統化、自動(dòng)化水平低，行業(yè)后勁不足。
為此，國內外很多學(xué)者及研究機構在現有的超細粉體制備技術(shù)上，進(jìn)行了大量的改進(jìn)和創(chuàng )新，同時(shí)也取得了一些研究成果。
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