Ⅰ 粉體材料科學與工程專業介紹
一、粉體材料科學與工程專業介紹 1、粉體材料科學與工程專業簡介
粉體材料科學與工程專業培養基礎扎實、知識面寬,具有創新、創業意識,具有競爭和團隊精神,系統掌握粉體材料科學與工程的基礎理論、基本實驗技能和科學創新的研究方法,能在材料科學與工程領域、特別是在粉體材料加工制備、粉末冶金、陶瓷材料等領域從事科學研究、技術與產品開發、生產工藝工程設計、質量控制和生產經營管理等工作的高級專門人才。
2、粉體材料科學與工程專業專業主要課程
包括無機化學、物理化學、材料科學基礎、材料工程基礎、機械設計基礎、粉體工程、粉末冶金冶金原理、成形模具設計製造技術、材料分析測試方法、材料物理力學性能等,強調外語、計算機及人文科學素養,注重科學思維和創新能力的培養。學生畢業後,可在高等院校、科研院所和高新技術企業等部門從事粉體材料加工制備、粉末冶金、硬質合金與超硬材料、陶瓷悶拿材料、新型電工電子材料、納米材螞螞搭料和復合材料等方面的科研、生產及新產品、新技術開發、教學及相關管理方面的工作。
3、粉體材料科學與工程專業專物賀業培養目標
培養目標
本專業培養基礎扎實、知識面寬,具有創新、創業意識,具有競爭和團隊精神,系統掌握粉體材料科學與工程的基礎理論、基本實驗技能和科學創新的研究方法,能在材料科學與工程領域、特別是在粉體材料加工制備、粉末冶金、陶瓷材料等領域從事科學研究、技術與產品開發、生產工藝工程設計、質量控制和生產經營管理等工作的高級專門人才。
培養要求
本專業學生主要學習材料科學與工程等方面的基礎理論和基本技能,具有從事實際工作的基本能力。
1.掌握材料科學與工程等方面的基礎理論;
2.掌握材料科學與工程領域的基本技能;
3.具有競爭和團隊精神;
4.了解本學科的發展前景和動態。
4、粉體材料科學與工程專業專業就業方向與就業前景
本專業畢業生持續出現供不應求的情況,就業前景相當好,畢業生主要到全國各高等院校、研究院所、合資企業、國家重點企業等單位就業。
二、粉體材料科學與工程專業大學排名
1.中南大學A++
2. 合肥工業大學 A+
3.沈陽理工大學A
4. 景德鎮陶瓷學院 A
Ⅱ 粉體工程的資料
粉體材料的制備方法有幾種?各有什麼優缺點?(20分)
答:粉末的制備方法: 氣相合成、濕化學合成、機械粉碎.
1. 物理方法
(1)真空冷凝法
用真空蒸發、加熱、高頻感應等方法使原料氣化或形成等離子體,然後驟冷。其特點純度高、結晶組織好、粒度可控,但技術設備要求高。
(2)物理粉碎法
通過機械粉碎、電火花爆炸等方法得到納米粒子。其特點操作簡單、成本低,但產品純度低,顆粒分布不均勻。
(3)機械球磨法
採用球磨方法,控制適當的條件得到純元素納米粒子、合金納米粒子或復合材料的納米粒子。其特點操作簡單、成本低,但產品純度低,顆粒分布不均勻。
2. 化學方法
(1)氣相沉積法
利用金屬化合物蒸氣的化學反應合成納米材料。其特點產品純度高,粒度分布窄。
(2)沉澱法
把沉澱劑加入到鹽溶液中反應後,將沉澱熱處理得到納米材料。其特點悄如簡單易行,但純度低,顆粒半徑大,適合制備氧化物。
(3)水熱合成法
高溫高壓下在水溶液或蒸汽等流體中合成,再經分離和熱處理得納米粒子。其特點純度高,分散性好、粒度易控制。
(4)溶膠凝膠法
金屬化合物經溶液、溶膠、凝膠而固化,再經低溫熱處理而生成納米粒子。其特點反應物種多,產物顆粒均一,過程易控制,適於氧化物和Ⅱ~Ⅵ族化合物的制備。
(5)微乳液法
兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成乳液,在微泡中經成核、聚結、團聚、熱處理後得納米粒子。其特點粒子的單分散和界面性好,Ⅱ~Ⅵ族半導體納米粒子多用此法制備
2. 為什麼要對粉體材料的表面進行改性?什麼是物理吸附?什麼是化學吸附?試舉例說明。(20分)
答: 材料表面改性的目的
力學性能:表面硬化、防氧化、耐磨等
電學性能:表面導電、透明電極
光學性能:表面波導、鍍膜玻璃
生物性能:生物活性、抗菌性
化學性能:催化性
裝飾性能:塑料表面金屬化
材料表面改性的意義
通過較為簡單的方法使一個部件 部件或產品 產品具有更為綜合的性能第一節 材料表面結構的變化
粉體表面改性是指用物理、化學、機械等方法對粉體材料表面進行處理,根據應用的需要有目的改變粉體材料表面的物理化學性質,如表面組成、結構和官能團、表面能、表面潤濕性、電性能、光、吸附特性等等,以滿足現代新材料、新工藝和新技術發展的需要。
在使用無機填料的時候,由於無機粉體填料與有機高聚物的表面或界面性質不同,相容性較差,因而難以在基質中均勻分散。故而必須對無機粉體填料表面進行改性,以改善其表面的物理化學特性,增強其與有機高聚物或樹脂等的相容性和在有機基質中的分散性,以提高材料的機械強度及綜合性能。
基本目的是增加與基體的相容性和潤濕性,提高它在基體中的分散性,增強與基體的界面結合力。
在此基礎上還可賦予材料新功能,擴大其應用范圍和應用領域,如用氧化鋁、二氧化硅包覆鈦白粉可改善其耐候性。
物理吸附也稱范德華吸附,它是由吸附質和吸附劑分子間作用力所引起,此力也稱作范德華力。吸附劑表面的分子由於作用力沒有平衡而保留有自由的力場來吸引吸附質,由於它是分子間的吸力所引起的吸附,所以結合力較弱,吸附熱較小,吸附和解吸速度也都較快。被吸附物質也較容易解吸出來,所以物悔神理吸附是可逆的。如:活性炭對許多氣體的吸附,被吸附的氣體很容易解脫出來而不發生性質上的變化。
吸附質分子與固體表面原子(或分子)發生電子的轉移、交換或共有,形成吸附化學鍵的吸附。由於固體表面存在不均勻力場,表面上的原子往往還有剩餘的成鍵能力,當氣體分子碰撞到固體表面上時便與表面原子間發生電子的交換、轉移或共有,碧運虧形成吸附化學鍵的吸附作用。
3. 利用熱力學、動力學知識試分析FeC或WC生產過程的條件。(10分)
答:在WC生產過程中,其原理是W+C===WC,從熱力學角度看,因為W和C都是比較穩定的物質,所以通常條件下不會發生反應,G大於0,所以要在高溫條件下(1350-1550℃),當在這個溫度下,C比較活躍,就是W碳化,從而形成WC。
4. 什麼是均勻沉澱法、直接沉澱法、共沉澱法、各有什麼優缺點?(20分)
答:均勻沉澱法是利用某一化學反應使溶液中的構晶離子由溶液中緩慢均勻地釋放出來,通過控制溶液中沉澱劑濃度,保證溶液中的沉澱處於一種平衡狀態,從而均勻的析出。通常加入的沉液劑, 不立刻與被沉澱組分發生反應, 而是通過化學反應使沉澱劑在整個溶液中緩慢生成,克服了由外部向溶液中直接加入沉澱劑而造成沉澱劑的局部不均勻性。
直接沉澱法是制備超細微粒廣泛採用的一種方法,其原理是在金屬鹽溶液中加入沉澱劑,在一定條件下生成沉澱析出,沉澱經洗滌、熱分解等處理工藝後得到超細產物。不同的沉澱劑可以得到不同的沉澱產物,常見的沉澱劑為:NH3•H2O、NaOH、(NH4)2CO3、Na2CO3、(NH4)2C2O4等。
直接沉澱法操作簡單易行,對設備技術要求不高,不易引入雜質,產品純度很高,有良好的化學計量性,成本較低。缺點是洗滌原溶液中的陰離子較難,得到的粒子粒經分布較寬,分散性較差。
共沉澱法是指在溶液中含有兩種或多種陽離子,它們以均相存在於溶液中,加入沉澱劑,經沉澱反應後,可得到各種成分的均一的沉澱,它是制備含有兩種或兩種以上金屬元素的復合氧化物超細粉體的重要方法。
5. 試述溶膠—凝膠法制備粉體材料的基本原理。(20分)
答:溶膠-凝膠法的基本原理
溶膠—凝膠(簡稱Sol—Gel)法是以金屬醇鹽的水解和聚合反應為基礎的。其反應過程通常用下列方程式表示:
(1)水解反應: M(OR)4 + χ H2O = M(OR)4- χ OH χ + χ ROH
(2)縮合-聚合反應:
失水縮合 -M-OH + OH-M- =-M-O-M- +H2O
失醇縮合 -M-OR + OH-M-=-M-O-M- +ROH
縮合產物不斷發生水解、縮聚反應,溶液的粘度不斷增加。最終形成凝膠——含金屬—氧—金屬鍵網路結構的無機聚合物。正是由於金屬—氧—金屬鍵的形成,使Sol—Gel法能在低溫下合成材料。Sol—Gel技術關鍵就在控制條件發生水解、縮聚反應形成溶膠、凝膠
凝膠-溶膠(Sol-gel)技術是指金屬有機或無機化合物經過溶液、溶膠、凝膠而固化、在經過熱處理而成氧化物或其它化合物固體的方法。
6. 利用粉體材料的制備方法,設計一個粉體材料的制備(包括工藝路線、溫度、燒法時間),並說明原因。
答:制備工藝對鐵基粉末冶金航空剎車材料組織與性能的影響
摘要
該論文針對某種牌號鐵基粉末冶金航空剎車材料的制備工藝進
行研究,系統研究了制備工藝對其組織與性能的影響,系統分析了壓
制壓力、燒結溫度、燒結壓力、冷卻水流量等重要的工藝參數變化對
材料顯微組織、緻密化、力學性能的影響規律以及由此引起的材料摩
擦磨損性能和行為的改變。結果表明:
(1)壓制壓力增大,促使鐵粉重排,移動加速,塑性好的粉末
發生局部的塑性變形,塑性較差的硬質顆粒產生碎化,使得各組元的
接觸面積增大,這些因素的綜合作用,有效地減少了孔隙的數量及尺
寸,使得材料密度和硬度逐漸升高,進而,材料的耐磨性能得到有效
改善。
(2)燒結溫度由900℃升高到930℃時,銅粉和鐵粉的塑性得以
進一步提高,更容易產生塑性變形,促進緻密化過程的進行,同時,
異晶轉變的存在,使鐵的自擴散系數略有增加,然而,碳在鐵中的擴
散系數降低,這些因素的綜合作用使得密度緩慢增加,組織以軟韌相
的鐵素體為主,材料的耐磨性較差;燒結溫度由930℃增加至1020
℃,鐵粉和銅粉的變形程度更大,原子擴散系數顯著提高,材料緻密
化程度迅速增加,組織中珠光體數量增多且分布比較均勻,同時,顆
粒間的結合由機械嚙合轉變為冶金結合,提高了材料的強度,材料磨
損性能顯著提高。
(3)燒結壓力由1.6MPa增加到2.8MPa時,材料變形程度增
大,有效地消除了材料內部及晶界處的孔隙,材料密度和硬度顯著提
高,磨損性能得到改善;燒結壓力由2.8MPa提高到3.2MPa時,材
料密度和硬度變化不顯著,摩擦磨損性能變化不大,說明繼續提高燒
結壓力對材料的緻密化程度以及摩擦磨損性能影響不大。
(4)冷卻水流量由0增至0.04m3/s,冷卻速度出現先增大後減
小的趨勢,這與燒結爐的結構有關,水流量越大,內罩與冷卻水的接
觸面上的水花噴濺越劇烈,使材料的冷卻效果降低,當冷卻水流量為
0.027 n13/s時,冷卻速度最快,其組織以片狀珠光體和粒狀珠光體為
主,此時片狀珠光體的片間距最小,材料的硬度和摩擦磨損性能隨冷
卻速度的增加而提高。關鍵詞:粉末冶金,摩擦材料,鐵基,摩擦磨損,制備工藝
Ⅲ 粉體工程,舉例說明分級和分離的異同點
粉體材料的制備方法有幾種?各有什麼優缺點?(20分)答:粉末的制備方法: 氣相合成、濕化學合成、機械粉碎. 1. 物理方法 (1)真空冷凝法用真空蒸發、加熱、高頻感應等方法使原料氣化或形成等離子體,然後驟冷。其特點純度高、結晶組織好、粒度可控,但技術設備要求高。 (2)物理粉碎法通過機械粉碎、電火花爆炸等方法得到納米粒子。其特點操作簡單、成本低,但產品純度低,顆粒分布不均勻。 (3)機械球磨法採用球磨方法,控制適當的條件得到純元素納米粒子、合金納米粒子或復合材料的納米粒子。其特點操作簡單、成本低,但產品純度低,顆粒分布不均勻。 2. 化學方法 (1)氣相沉積法利用金屬化合物蒸氣的化學反應合成納米材料。其特點產品純度高,粒度分布窄。 (2)沉澱法把沉澱劑加入到鹽溶液中反應後,將沉澱熱處理得到納米材料。其特點簡單易行,但純度低,顆粒半徑大,適合制備氧化物。 (3)水熱合成法高溫高壓下在水溶液或蒸汽等流體中合成,再經分離和熱處理得納米粒子。其特點純度高,分散性好、粒度易控制。 (4)溶膠凝膠法金屬化合物經溶液、溶膠、凝膠而固化,再經低溫熱處理而生成納米粒子。其特點反應物種多,產物顆粒均一,過程易控制,適於氧化物和Ⅱ~Ⅵ族化合物的制備。 (5)微乳液法兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成乳液,在微泡中經成核、聚結、團聚、熱處理後得納米粒子。其特點粒子的單分散和界面性好,Ⅱ~Ⅵ族半導體納米粒子多用此法制備 2. 為什漏激滑么要對粉體材料的表面進行改性?什麼是物理吸附?什麼是化學吸附?試舉例說明。(20分)答: 材料表面改性的目的力學性能:表面硬化、防氧化、耐磨等電學性能:表面導電、透明電極光學性能:表面波導、鍍膜玻璃生物性能:生物活性、抗菌性化學性能:催化性裝飾性能:塑料表面金屬化材料表面改性的意義通過較為簡單的方法使一個部件 部件或產品 產品具有更為綜合的性能第一節 材料表面結構的變化粉體表面改性是指用物理、化學、機械等方法對粉體材料表面進行處理,根據應用的需要有目的改變粉體材料表面的物理化學性質,如表面組成、結構和官能團、表面能、表面潤濕性、電性能、光、吸附特性等等,以滿足現代新材料、新工藝和新技術發展的需要。在使用無機填料的時候,由於無機粉體填料與有機高聚物的表面或界面性質不同,相容性較差,因而難以在基質中均勻分散。故而必須對無機粉體填料表面進行改性,以改善其表面的物理化學特性,增強其與有機高聚物或樹脂等的相容性和在有機基質中的分散性,以提高材料的機械強度及綜合性能。基本目的是增加與基體的相容性和潤濕性,提高它在基體鉛虧中的分散性,增強與基體的界面結合力。在此基礎上還可賦予材料新功能,擴大其應用范圍和應用領域,如用氧化鋁、二氧化硅包覆鈦白粉可改善其耐候性。物理吸附也稱范德華吸附,它是由吸附質和吸附劑分子間作用力所引起,此力返臘也稱作范德華力。吸附劑表面的分子由於作用力沒有平衡而保留有自由的力場來吸引吸附質,由於它是分子間的吸力所引起的吸附,所以結合力較弱,吸附熱較小,吸附和解吸速度也都較快。被吸附物質也較容易解吸出來,所以物理吸附是可逆的。如:活性炭對許多氣體的吸附,被吸附的氣體很容易解脫出來而不發生性質上的變化。吸附質分子與固體表面原子(或分子)發生電子的轉移、交換或共有,形成吸附化學鍵的吸附。由於固體表面存在不均勻力場,表面上的原子往往還有剩餘的成鍵能力,當氣體分子碰撞到固體表面上時便與表面原子間發生電子的交換、轉移或共有,形成吸附化學鍵的吸附作用。 3. 利用熱力學、動力學知識試分析FeC或WC生產過程的條件。(10分)答:在WC生產過程中,其原理是W+C===WC,從熱力學角度看,因為W和C都是比較穩定的物質,所以通常條件下不會發生反應,G大於0,所以要在高溫條件下(1350-1550℃),當在這個溫度下,C比較活躍,就是W碳化,從而形成WC。 4. 什麼是均勻沉澱法、直接沉澱法、共沉澱法、各有什麼優缺點?(20分)答:均勻沉澱法是利用某一化學反應使溶液中的構晶離子由溶液中緩慢均勻地釋放出來,通過控制溶液中沉澱劑濃度,保證溶液中的沉澱處於一種平衡狀態,從而均勻的析出。通常加入的沉液劑, 不立刻與被沉澱組分發生反應, 而是通過化學反應使沉澱劑在整個溶液中緩慢生成,克服了由外部向溶液中直接加入沉澱劑而造成沉澱劑的局部不均勻性。直接沉澱法是制備超細微粒廣泛採用的一種方法,其原理是在金屬鹽溶液中加入沉澱劑,在一定條件下生成沉澱析出,沉澱經洗滌、熱分解等處理工藝後得到超細產物。不同的沉澱劑可以得到不同的沉澱產物,常見的沉澱劑為:NH3?H2O、NaOH、(NH4)2CO3、Na2CO3、(NH4)2C2O4等。直接沉澱法操作簡單易行,對設備技術要求不高,不易引入雜質,產品純度很高,有良好的化學計量性,成本較低。缺點是洗滌原溶液中的陰離子較難,得到的粒子粒經分布較寬,分散性較差。共沉澱法是指在溶液中含有兩種或多種陽離子,它們以均相存在於溶液中,加入沉澱劑,經沉澱反應後,可得到各種成分的均一的沉澱,它是制備含有兩種或兩種以上金屬元素的復合氧化物超細粉體的重要方法。 5. 試述溶膠—凝膠法制備粉體材料的基本原理。(20分)答:溶膠-凝膠法的基本原理溶膠—凝膠(簡稱Sol—Gel)法是以金屬醇鹽的水解和聚合反應為基礎的。其反應過程通常用下列方程式表示:(1)水解反應: M(OR)4 + χ H2O = M(OR)4- χ OH χ + χ ROH (2)縮合-聚合反應:失水縮合 -M-OH + OH-M- =-M-O-M- +H2O 失醇縮合 -M-OR + OH-M-=-M-O-M- +ROH 縮合產物不斷發生水解、縮聚反應,溶液的粘度不斷增加。最終形成凝膠——含金屬—氧—金屬鍵網路結構的無機聚合物。正是由於金屬—氧—金屬鍵的形成,使Sol—Gel法能在低溫下合成材料。Sol—Gel技術關鍵就在控制條件發生水解、縮聚反應形成溶膠、凝膠凝膠-溶膠(Sol-gel)技術是指金屬有機或無機化合物經過溶液、溶膠、凝膠而固化、在經過熱處理而成氧化物或其它化合物固體的方法。 6. 利用粉體材料的制備方法,設計一個粉體材料的制備(包括工藝路線、溫度、燒法時間),並說明原因。答:制備工藝對鐵基粉末冶金航空剎車材料組織與性能的影響摘要該論文針對某種牌號鐵基粉末冶金航空剎車材料的制備工藝進行研究,系統研究了制備工藝對其組織與性能的影響,系統分析了壓制壓力、燒結溫度、燒結壓力、冷卻水流量等重要的工藝參數變化對材料顯微組織、緻密化、力學性能的影響規律以及由此引起的材料摩擦磨損性能和行為的改變。結果表明: (1)壓制壓力增大,促使鐵粉重排,移動加速,塑性好的粉末發生局部的塑性變形,塑性較差的硬質顆粒產生碎化,使得各組元的接觸面積增大,這些因素的綜合作用,有效地減少了孔隙的數量及尺寸,使得材料密度和硬度逐漸升高,進而,材料的耐磨性能得到有效改善。 (2)燒結溫度由900℃升高到930℃時,銅粉和鐵粉的塑性得以進一步提高,更容易產生塑性變形,促進緻密化過程的進行,同時,異晶轉變的存在,使鐵的自擴散系數略有增加,然而,碳在鐵中的擴散系數降低,這些因素的綜合作用使得密度緩慢增加,組織以軟韌相的鐵素體為主,材料的耐磨性較差;燒結溫度由930℃增加至1020 ℃,鐵粉和銅粉的變形程度更大,原子擴散系數顯著提高,材料緻密化程度迅速增加,組織中珠光體數量增多且分布比較均勻,同時,顆粒間的結合由機械嚙合轉變為冶金結合,提高了材料的強度,材料磨損性能顯著提高。 (3)燒結壓力由1.6MPa增加到2.8MPa時,材料變形程度增大,有效地消除了材料內部及晶界處的孔隙,材料密度和硬度顯著提高,磨損性能得到改善;燒結壓力由2.8MPa提高到3.2MPa時,材料密度和硬度變化不顯著,摩擦磨損性能變化不大,說明繼續提高燒結壓力對材料的緻密化程度以及摩擦磨損性能影響不大。 (4)冷卻水流量由0增至0.04m3/s,冷卻速度出現先增大後減小的趨勢,這與燒結爐的結構有關,水流量越大,內罩與冷卻水的接觸面上的水花噴濺越劇烈,使材料的冷卻效果降低,當冷卻水流量為 0.027 n13/s時,冷卻速度最快,其組織以片狀珠光體和粒狀珠光體為主,此時片狀珠光體的片間距最小,材料的硬度和摩擦磨損性能隨冷卻速度的增加而提高。關鍵詞:粉末冶金,摩擦材料,鐵基,摩擦磨損,制備工藝
Ⅳ 粉體工程的內容簡介
《粉體工程》具體的研究內容包括三大方面,一是粉體的基本性能與表徵,包括粉末顆粒的幾何學形態特性,粉末顆粒的粒徑、粒徑分布、顆粒形狀的科滑稿戚學定信陵義;粉末粒徑及粒徑分布的測量原理與方法;粉體堆積特性與摩擦學特性,以及相關粉體物性測量的原理與方法。也包括粉體的表面與界面化學。二是粉體工程的單元操作的基本過程、原理、技術與裝備,包括粉磨、分離、分級、粉體儲存與輸運等。三是粉末的制備的物理、化學基本原理以及相關的技術與裝備敬納。此外,還論述了粉體工程中有關粉塵存在的危害及其預防。
粉體工程是對粉體及其制備、加工、處理和應用的一門新興學科。從粉體科學與工程的內涵來分析。粉體科學研究的是各類粉體體系中一些帶有共性的基礎問題,如粉體特性、粉末粒度、粉末顆粒間的相互作用、粉體與介質的相互作用、粉末制備的基本物理與化學原理等問題;而粉體工程是在粉體制備與應用的工程實踐中,各項單元操作及其工藝優化組合,以及過程的控制。粉體工程涉及化工、材料、冶金、醫葯、生物工程、農業、食品、機械、電子、航空、航天等工業領域,與化學、物理、力學等基礎學科相關,表現出跨學科、跨技術的交叉性和基礎理論的概括性。
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Ⅵ 粉體工程為什麼是選修課程
為了學生的興趣和就業需求。粉體工程主要涉及到粉末制備缺枯激、顆粒物理學伏襪、粉體流動性、粉體包裝等多方面知識,是很多工程專業學生所需要了解的一個領域。未來考慮到學生的興趣和就業需求,粉體工程一般作為選修課開設,讓學生根據自己的需要進行選擇。有些高校開設了一些綜合性實驗課程,如「粉體工程實踐」等,讓學生更加深敗兄入地了解粉體工程的實踐應用,增強專業水平。因此,學生選擇粉體工程這樣的選修課的目的通常是為了切實提升自己的職業競爭力。
Ⅶ 粉體的粉體工程
將粉體加工技術與相關自然科學的理論應用到具體的粉體加工生產部門中所形成的綜合知識和手段稱之為粉體工程。粉體技術是解決具體技術問題的思想和技巧,而粉體工程則是以粉體技術為核心與相關技術組合,形成解決工程化生產問題的專業系統手段。作為材料類專業的學生,應該掌握這種工程化的粉體加工技術。
在實施特點上看,粉體工程是基於顆粒與粉體自身性質和過程現象,將系統化的知識和方法運用於工業生產中所採用的粉體應用技術的總稱。以粉體特畢宴性為基礎,掌握粉體現象,對粉體的加工過程實施不同的單元作業。從單元操作的縱向分類來看,粉體工程涵蓋了破碎、粉碎、分級、貯存、充填、輸送、造粒、混合、過濾、沉降、濃縮、集塵、乾燥、溶解、析晶、分散、成形、燒成等。根據各個產業中粉體加工對象的不同,粉體工程學已廣泛應用到建材、機械、液畝能源、塑料、橡膠、礦山、冶金、醫葯、食品、飼料、農葯、化肥、造紙、資源、環保、信息、航空、航天、交通等手埋銀幾乎國民經濟發展的各個領域。
Ⅷ 粉體的粉體技術
粉體技術可以指粉狀物質的加工處理思路軟體和相關設備硬體的總成。自從人類社會的發端開始,粉體技術就與每個人息息相關,一刻也沒有氏凱離開過,只不過是每個人是否明確清晰地感覺到和識別出來而已。粉體技術作為一門綜合性技術,就是隨著人類文明的發展而逐漸形成的。從原始人學會製造石器粉碎食物開始,就出現了粉碎技術的雛形。通過對粉體技術的感知、認知的變化,我們可以從加工業的發展特點來形容粉體技術過程——「構思顆粒、分析構成、加工粉體、製造產品、現實設想」。
從石器時代到鐵器時代,粉體技術扮演著重要的角色,而系統整理這一系列技術的還是我國古代的《天工開物》一書,是它歸納分析形成粉體技術的雛形。西方工業革命對鋼鐵需求的快速增加,大規模地加工礦物粉體的相關工業已得到迅速地發展。針對粉體企業生產中出現的種種故障與危害,在物理和化學等學科不斷進步的推動下,20世紀50年代對粉體過程現象與粉體技術理論的研究應運而生。20世紀60年代理論研究與生產應用的結合與發展,確立了粉體工程學科的作用與重要性。20世紀70年代為解決粉體相關產業存在的問題以及對新產品的研發,奠定了現代粉體技術的基礎。
隨著粉體技術的不斷提高與積累以及微顆粒、超微顆粒材料制備與應用技術的發展,20世紀80年代粉體技術實現了超細化,相關理論也逐漸系統化;由於微顆粒、超微顆粒的行為與顆粒的行為差異較大,從而微顆粒、超微顆粒成為粉體科學重要的研究對象。20世紀90年代顯微測試技術和計算機技術的飛速發展,促進了納米粉體技術的誕生,納米材料制備與應用技術又賦予粉體工程新的挑戰和用武領域。21世紀顆粒微細化以及顆粒功能化與復合化的發展,為粉體技術在材料科學與工程領域的應用中開辟了新天地[5]:例如便於服用和可控溶解的緩釋葯物、延展性好不易脫落的化妝品、高生物利用度的超微粉體食品、高精度拋光的研磨粉、高純材料制備的電子元件和各類能源材料,為高性能粉體的使用開拓了廣闊的市場。
以粉體制備為例,古老的粉碎方式被粉碎(break-down)裝備替代,已經工業化的超細攪拌磨基核神突破了制備微粉的「3μm」粉碎極搏虧限,實現了亞微米級超微粉碎。精細化是一個突出特色,英語中「Fineparticlemustbefine」這句雙關語的確說明了微細化與精細化的關系;超微顆粒的研究開發就是沿著這個方向發展的。以多尺度思想認識物質的結構,科技界已經將可操控的微顆粒尺度經歷了從微米到納米之後,正在向分子量級逼近;宏觀世界和微觀世界的界限逐漸模糊化。
隨著材料及相關產業的科技進步,作為工業原料精細化加工處理的粉體技術應用范圍也在不斷地拓展,單純的超細粉碎分級技術已經不能滿足對終端製品性能的要求。人們不僅要求粉體原料具有微納米級的超細粒度和理想的粒度分布,為了材料性能或粉體使用性能的提高,對粉體顆粒的成分、結構、形貌等也提出了日益嚴苛的要求。 社會的進步、科技的發展,人們期待著未來的粉體技術會更加完善。
1. 微細化
粉體技術最明確的一個發展方向是使顆粒更加微細化、更具有活性、更能發揮微粉特有的性能。近年來關於「超微顆粒」的研究開發就是沿著這個方向,以至於60個碳原子組成C60和70個碳原子組成的C70(即fullerene:碳原子排列成球殼狀的分子)歸入超微粉體。自古以來的粉體單元操作——粉碎法(breaking-down法)、化學或物理的粉體制備法(building-up法)以及反應工程中物質移動操作的析晶反應,都被包含在粉體技術制備領域中。
2.功能化與復合化
隨著材料及相關產業的科技進步,粉體作為普通的工業原料,其加工處理技術日新月異,應用范圍也在不斷地拓展。單純的超細粉碎、分級技術已經不能滿足終端製品性能的要求,人們不僅要求粉體原料具有微納米級的超細粒度和理想的粒度分布,也對粉體顆粒的成分、結構、形貌及特殊性能提出了日益嚴苛的要求。
通過表面改性或表麵包覆,能夠賦予復合顆粒及粉體①形態學的改善;②物理化學物性的改善;③力學物性的改善;④顆粒物性控制;⑤復合協同效應;⑥粉體的復合物質化等特殊的功能。
3.發展趨勢
顆粒微細化作為粉體工程學科關鍵技術之一,科技進步對材料的微細化提出了更高的要求,涉及的課題及研究領域更廣泛,如關於環境對策的粉體技術、關於資源能源的粉體技術、關於金屬粉末成形的粉體技術等等,這一點無論是今天還是將來都不會改變。
如同制粉一樣,自古以來就使用的與人類生活密切相關的粉體技術,在以信息技術為代表的各種現代化產業領域中,起著相當大的作用。「發展」重要,「可持續發展」更重要。與此同時,面對能源日漸枯竭、資源不斷減少、環境嚴重污染,地球能否持續發展的緊迫局面,對於粉體技術來說,既是嚴峻的挑戰,又是發展的機遇,粉體技術已擔負起重大的、長遠的責任。粉體技術在環境治理、生態保護、資源循環利用、廢棄物再生、節能省能領域中,具有不可替代的作用。人類的生存對於粉體技術的依賴和期望越來越高,粉體技術的不斷創新和應用將使各行各業發生根本性的變化。
Ⅸ 粉體工程為什麼是任選課程
粉體工程是化學、材料科學、機械工程等學科交叉的一門科學,主要涵蓋了粉體物料在輸送、加工、儲存、分離等過程中的物理化學基礎和工程化應用。一般而態喊言,粉體工程作為一門專業課程,通常是化工、材料等相關專業的必修課程,但有些學校的選課制度較為靈活,可以將該課程作為任選課程。主要原因可能有以下幾個方面:
1.交叉學科課程:粉體工程不僅僅是一門單一的學科,還涵蓋了化學、材料、機械等多個學科的內容,其涉及面較廣。因此,有些學院設定該課程為任選課程,可以更好地滿足學生的個性化需求和專業發展方向。
2.學科交叉度較低:與工程學科中的其他課程相比,粉體工程可能沒有那麼重要,也沒有那麼緊迫。在某些學校,它可能被視為簡閉手更專門的主修方向,而不是經常性地提供了基礎性學科。
3.時間、資源等因素:某些學校學期耗時不長,因此只能安排必修課程和少量選修課程,因此粉體工程這類跨學科的選修攔嫌課程就會被篩選出來。此外,某些學校可能沒有足夠的教職員工或資源來開設粉體工程這樣的學科,因此這種任選課程可能是減輕學術壓力的結果。
Ⅹ 粉體工程技術在工業領域上的應用有哪些急!!!
粉體工李旦轎程技術,顧名思義,遲租主體是粉體,即粉粒體。
不知道你的問題的目的何在,粉粒體工程涵蓋的領域十分廣泛,就工業領域而言,食品,醫葯,化工都能涉獵,試想,多少物質的存在不和粉末顆粒打交道呢,很多問題如果把微觀的情況了解,分析透了,再去處理解決宏觀的問題,就駕輕哪肆就熟了。
粉粒體工程自身就是龐大的一塊,包括,粉末的輸送,計量,研磨,破碎等等,所以你問工業應用,如果沒有指向的話,沒法細化了。