超细粉体材料在化工应用

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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划超细粉体材料在化工应用超细粉体在材料领域的应用超细粉体在国民经济及社会生活各个领域中都具有举足轻重的作用,下面对超细粉体在材料领域的应用进行简单介绍。超细颗粒表面能高,表面原子数多,这些表面原子近邻配位不全,活性大,因此超细颗粒熔化时所需的内能较小,这使其熔点急剧下降,一般为块状材料熔点的30%一50%,这种性质可使其烧结温度显著降低,又由于超细粉体具有流动性大、渗透力强、烧结收缩磁性大等烧结特性,可以作为烧结过程的活性剂使用,以加快烧结过程、缩短烧结时间、降低烧结温度,例如普通钨粉

2、需在3000高温时烧结,而当加入%-%的超细镍粉后,烧结成型温度可降低到1200-1311。超细粉体可以显著改善陶瓷材料的显微组织,优化其性能。通常的陶瓷是借助于高温高压使各种颗粒融合在一起制成的。超细颗粒压成块材后,由于颗粒之间界面的高能量,在较低温度下烧结就能达到致密化的目的,且性能优异,因此特别适用于电子陶瓷的制备,所制备的陶瓷具有塑性强、硬度高、耐高温、耐腐蚀、耐磨等性能,而且还具有高磁化率、高矫顽力、低饱和磁矩、低磁耗以及光吸收效应,这将成为超细材料开拓应用的一个崭新领域。超细粉体可制成特种功能材料,例如,将超细三氧化二铝和超细二氧化错烧结制成的材料,具有高硬度、超耐磨等特性,广泛用

3、于特种模具行业及轴瓦和耐磨件的内衬。装甲材料通常是采用各种合金来提高其抗冲击性能和韧性,以防御炮弹的攻击,将超细金属材料采用新工艺烧结后,可制成新型高强度超硬材料,用于装甲防护。用超细材料制成的耐高温、散热、导电、防腐涂层可广泛用于宇航飞行器、机场、军用码头、军用油库、弹药库、舰船等特种场合的防护。超细粉体具有高比表面积、高活性、特殊物理性质,致使它对外界环境(如温度、光、湿气等)十分敏感,外界环境的改变会迅速引起其表面或表面离子价态和电子运输的变化,即引起其阻值的显著变化,超细粉体的这种特有性能使之成为在传感器方面最有应用前途的材料,可研制出响应速度快、灵敏度高、选择性好的各种不同用途的传感

4、器。仅需微量的超细颗粒就可分发挥很大的作用。利用铁、钴、镍等金属超细离子制备高密度磁带,记录密度可达107-108位/in(in=),降低噪音,提高信噪比。利用超细颗粒对光强烈的吸收能力,可做防紫外线、防雷达的隐身材料,电磁波、光波吸收材料等。在特种材料领域,超细粉体也有十分重要的应用。如赤磷是强可燃物,但超细赤磷可以制成发火点低、灵敏度高的高性能燃烧剂和烟火剂。当赤磷超细化到l0um以下后可以和其他有关的有机物合成高性能阻燃材料。硫磺超细化后可以作为农药载体,提高农药在水中的悬浮性,制造高性能的农药;用在制糖工业作处理剂时,可以制得性能更好的白糖。炸药超细化后可使燃料或爆炸性能更敏感更好,当

5、以炸药作为燃气发生器的气源时,颗粒越小,发火和起爆就越容易,这样可以确保汽车行驶过程发生事故时气囊能及时充气,确保驾乘人员安全。强氧化剂高氯酸氨是固体火箭推进剂的一种重要成分,当其颗粒直径在100-200um时,固体推进剂的燃烧速度达10-20mm/s;而当其颗粒超细化到粒径小于2um时,在相同条件下固体推进剂的燃速可达80-100mm/s。超细粉体的特殊的光学性质和光学化学性质,在口常生活和高科技领域也具有广泛的应用前景。己有的研究表明,利用半导体超细粉体可以制备出光电转化效率更高的,即使在阴雨天也能正常工作的新型太阳能电池,这种新型的太阳能电池工作时没有净变化,只是将太阳能转化为电能,有利

6、于提高太阳能的效率,具有十分喜人的应用价值,己引起了许多科技工作者进行理论探索和开发应用研究。超细粉体的应用及相关制备工艺超细粉体一般指小于10um的颗粒集合体,是某些天然矿物和人造矿物的主要利用形式。矿物超细粉体作为复合材料的组成部分,具有明显改善材料各种性能的功能作用,同时还使材料的加工成本降低,价格提高,加工过程易于进行,也是近年来新材料研究中不可或缺的原材料。多年来,随着粉体工程和矿物加工技术的日益进步,各类复合材料用的功能性矿物粉体不断研制成功和投入生产使用,为高新技术和新功能材料的发展起到了不可替代的作用,同时,矿物超细粉体的使用,还提高了矿产资源和工业废料的综合利用价值。由于不同

7、复合材料间性质的差异,矿物超细粉体的作用无疑也具有明显差异与不同侧重,因而,对其质量要求和相应的加工手段也往往有所差别。然而不得不正视的是,我国尽管粉体加工及相关设备发展迅速,但由于起步晚、技术水平低,国内超细粉体加工还未拥有一套具有核心优势的工艺技术,相应的粉体加工设备也远远无法满足超细粉体的市场发展需求。结合国内近年来粉体发展要求和粉体加工设备现有技术,上海世邦机器在粉体设备的研制上,以粉体设备大型化和精细化为目标,在磨粉机等粉体加工设备的研制上,追求产量和细度的最佳统一平衡,XX年SCM12544超细微粉磨投向市场,这是世邦机器在这一领域多年研究的丰硕成果,同时也填补了我国同类大型超细微

8、粉磨市场的一片空白。超细粉体一般指小于10um的颗粒集合体,是某些天然矿物和人造矿物的主要利用形式。矿物超细粉体作为复合材料的组成部分,具有明显改善材料各种性能的功能作用,同时还使材料的加工成本降低,价格提高,加工过程易于进行,也是近年来新材料研究中不可或缺的原材料。多年来,随着粉体工程和矿物加工技术的日益进步,各类复合材料用的功能性矿物粉体不断研制成功和投入生产使用,为高新技术和新功能材料的发展起到了不可替代的作用,同时,矿物超细粉体的使用,还提高了矿产资源和工业废料的综合利用价值。由于不同复合材料间性质的差异,矿物超细粉体的作用无疑也具有明显差异与不同侧重,因而,对其质量要求和相应的加工手

9、段也往往有所差别。然而不得不正视的是,我国尽管粉体加工及相关设备发展迅速,但由于起步晚、技术水平低,国内超细粉体加工还未拥有一套具有核心优势的工艺技术,相应的粉体加工设备也远远无法满足超细粉体的市场发展需求。结合国内近年来粉体发展要求和粉体加工设备现有技术,上海世邦机器在粉体设备的研制上,以粉体设备大型化和精细化为目标,在磨粉机等粉体加工设备的研制上,追求产量和细度的最浅议粉体粒度指标在各化工领域的应用摘要:近几年十年来国内外超细粉体的历史与现状,各种常用制备技术的优缺点,超细粉体的主要性能指标及其应用领域和前景,指出了今后有关超细粉体制备技术研究,开发和应用的方法。关键词:粉末粒度、指标、评

10、价、应用超细粉体是材料工业的新概念,其原料主要是非金属矿物。超细粉体加工技术作为科学研究的重要组成部分,正在国民经济各部门中起到越来越多的作用。超细粉体在广义上是指从微米级到纳米级的一系列超细材料;在狭义上是指从微米级、亚微米级的一系列超细材料。目前,在超细粉体加工行业已基本形成的共识是:纳米材料粒度直径100nm以下亚微米材料粒度直径100nmm微米材料粒度直径mm超细粉体及纳米技术以其特有的性质广泛应用于化工、轻工、能源、冶金、建材、生物、制药、电子、航空航天、光学、通讯等领域和行业,是当今新材料研究领域中最富活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的二十一世纪最有前途的材料。超细粉体的

11、传统加工法主要是对粗粒物料用机械力使其破碎、粉碎,最常用的设备有行星磨、振动磨、介质球磨、干式和湿式搅拌磨、气流磨等。无论是干法或是湿法的机械加工方式,都会遇到已细化的物料再团聚的问题,难以获得高性能的超细粉料。仅仅用延长加工时间的方法无法使物料达到理想的超细粒度。研究改进分级、分离工艺和表面改性处理和是提高粉碎效率、提高粉体的性能指标和使用价值的有效措施。经过分级的超细粉体最大粒径达到微米级的粒度范围,即可基本满足各相关行业新产品的使用要求。如能经过努力达到亚微米级的粒度范围,产品的应用前景将会更加广阔。近几年来,我公司做了许多超细粉体加工试验和成批加工生产,积累了比较深刻的体会经验和体会。

12、我们与国内十多家超细粉体科研单位、设备制造和粉体加工的企业建立了协作关系,取得了大量的技术数据。通过分析验证,我们对超细加工行业的现状有了比较深入的认识,在此提出与业内同仁交流与商榷:1、物理方法是普遍应用的超细粉体加工方法物理方法也叫机械加工法,是利用机械加工设备产生的压力和摩擦力或者机械设备中的液体空穴作用和气体冲击波所产生的压力来加工超细粉体。这种方法使用的设备和工艺比较稳定,被加工材料在加工过程中不会发生化学变化,产品粒度分布有一定规律。所以,目前在国内外的超细加工行业中,还比较普遍采用这种方法。物理方法加工超细粉体的粒度分布一般呈现正态分布规律。下图所示的粒度分布曲线,便是最为常见的

13、典型粒度分布曲线。查看详细说明图示曲线的粒度分布表得知,该批产品测样的最大颗粒直径为m,其中有50%的颗粒直径小于m,90%的颗粒直径小于m,95%的颗粒直径小于m,98%的颗粒直径小于m。根据以上图表的数据,我们可以对该产品的粒度指标作出评价:最大粒径为m;平均粒径为m;D90粒径为;D95粒径为m;D98粒径为m。从以上图示的数据表明,机械加工方式得到的粉体粒度分布范围很宽,曲线延伸的末端距离峰值很远。可以认为,由于只占百分之几的粗颗粒的存在,使总体的粒的指标大大降低。近年来,国内有不少科研单位和厂家在致力于将它进行超细加工,一些单位已经能做到平均粒径在1m以下,但仍有少量大于10m粗颗粒

14、。按照严格的定义,这样的产品的粒度指标,仍然未能达到微米材料的档次。在对粉体粒径有严格要求的纺织化纤、超细喷涂等行业中,难以排除粗颗粒使许多性能良好的新材料的推广应用受到了制约。为把极少量的粗颗粒加工到限定的规格范围,要多付出很高昂的加工成本。因此,排除极少数超标的粗颗粒,提高超细粉体质量指标的技术关键。虽然如此,在其它诸多行业例如涂料、塑胶、陶瓷、造纸、水处理、日用化工、美保健等等行业,他们的的产品只要求粉体原材料粒度的总体水平分保证在一定范围,而不计较及少量粗颗粒的影响。因此,使用物理方法加工微米级超细粉体,目前仍然有非常广阔的市场。2、粉体粒度的定义和检测方法直接影响到粒度指标的评价粉体

15、颗粒大小称颗粒粒度。由于颗粒形状很复杂,通常有筛分粒度、沉降粒度、等效体积粒度、等效表面积粒度等几种表示方法。筛分粒度就是颗粒可以通过筛网的筛孔尺寸,以1英寸宽度的筛网内的筛孔数表示,因而称之为“目数”。目前在国内外尚未有统一的粉体粒度技术标准,各个企业都有自己的粒度指标定义和表示方法。在不同国家、不同行业的筛网规格有不同的标准,因此“目”的含义也难以统一。目前国际上比较流行用等效体积颗粒的计算直径来表示粒径,以m或mm为单位。我国通常使用筛网目数与粒径对照表。粉体材料粒度的检测可采用筛分法、沉降法、电阻法、激光法、电镜法等多种方法。每一种方法都有各自的特点,检测结果也可能会有差异。对于粒度较细或比重较小的颗粒,采用后三种方法的检测结果比较可靠。例如,我们通常加工最大粒径约为1520m的产品,这几种仪器测量结果虽有差异,但相差不是很大。如果用沉降法测量,可能会产生较大的测量误差。颗粒群体通常由大量大小不同的颗粒组成。按粒径大小分为若干级数,表示出每一个级数颗粒的相对含量,称为微分分布;表示出小于某一级数颗粒的总含量,称为累积分布。最大粒径是粒度分布曲线中最大颗粒的等效直径。平均粒径是粒度分布曲线中累积分布为50%时的最大颗粒的等效直径。D90粒径、D95粒径、D98粒径分别是分布曲线中累积分布为90%、95%、98%时的最大

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