粉体工程复习资料(7)

太原理工大学矿院矿物加工粉体工程复习资料你懂的。

31、机械粉碎法制备超细粉体

(1)粉碎过程中的机械力化学效应 物料在受到机械力 ( 冲击、研磨、挤压、剪切、弯曲等 ) 作用而被粉碎时，粒度被减小的同时，还导致自身物质结构及表面物理化学性质的变化，这就是人们常说的“机械力化学”。

所谓机械力化学就是研究通过对物质施加机械力而引起物质的物理、化学性质的变化及一系列化学反应的学科。

物料在超细粉碎过程中，由于机械力化学作用导致其活性增强的原因主要表面在以下几个方面。

①物料在机械力作用下粉碎生成新表面，颗粒粒度减小，比表面积增大，从而使粉体表面自由能增大，活性增强。随着物料粒度的减小，规整的晶面在颗粒体系总表面上所占的比例减小，键力不饱和的质点( 原子、分子)占全部质点数的比例增多，在尖角、棱边处不饱和程度高的的质点亦增多，从而大大提高了颗粒的表面活性。

②物料颗粒在机械力作用下，表面层产生晶格缺陷，发生晶格畸变和格子变形，这些缺陷和变形储存了部分能量，使表面层位能升高，活化能降低，活性增强。物料颗粒受机械力作用，随颗粒的细化将从脆性破坏转变成塑性变形，塑性变形的实质是位错的增殖和移动。颗粒发生塑性变形需消耗机械能，同时在位错处又储存能量，这就形成机械力化学的活性点，增强并改变物料的化学反应活性。另一方面，粉碎过程中机械力化学的主要特征是体系自由能增大。对真实晶体，自由能与晶格缺陷的关系为

③物料颗粒在机械力作用下，表面层结构发生破坏，并趋于无定形化，内部储存了大量能量，使表面层位能更高，因而活化能更小，表面活性更强。粉磨系统输入能量的较大一部分还将转化为热能，使粉体物料表面温度升高，这也在很大程度上，提高了颗粒的表面活性。 ④粉碎可截断颗粒内部的电价键。这种断裂时所产生的新表面上的游离电价键在没有外来物时，驱使邻近颗粒的相互粘附和聚集。当存在表面活性剂或其他化学物质，可发生化学反应。 ⑤机械力作用导致晶格松驰与结构裂解激发出的高能电子和离子形成等离子区。

⑥机械力化学反应效应增强的原因，因其产生的各自场合而异，在含有扩散过程的固相反应中，粉体内含有的缺陷构造是活化的根本原因；接触反应的粉体中，电子缺陷和电子浓度却起到更大的作用。

(2)粉碎过程的“逆粉碎现象” 指的是物料在超粉碎能耗过程中，随着粉碎时间的延长，颗粒粒度的减小，比表面积的增加，颗粒的表面能增大，颗粒之间的相互作用力增强，团聚现象增加，达到 一定时间后，颗粒的粉碎与团聚达到平衡，即：

这是各种粉碎机械存在最低粒度下限的主要原因，也是相似条件下湿法超细粉碎比干法超细粉碎粒度下限低的原因，是超细粉碎过程中产生的机械力化学效应的表现形式。要打破这种平衡，促使平衡向右进行，一个重要的方法就是在超细粉碎过程中进行表面修饰或加入助磨剂。

32①初加工是指传统的矿物或岩石的机械加工，即包括矿物或岩石的破碎、筛分、磨矿、分级等粒级加工，以及以提高有用矿物品位为主要目的的选矿加工。

②深加工是指经初加工后的矿物或岩石产品，再进一步进行深度的精细加工，使之在主要技术、物理及界面化学性能方面能符合高档次高性能产品的要求。

③制品，通常是指利用经过初加工的，或者已经过深加工的矿物或岩石产品作为主要原料或原料之一，与其他原材料（包括其他无机或有机高分子材料）相结合，通过各种工艺手段制成的各类结构材料或功能材料。