Ⅰ 粉体材料科学与工程专业介绍
一、粉体材料科学与工程专业介绍 1、粉体材料科学与工程专业简介
粉体材料科学与工程专业培养基础扎实、知识面宽,具有创新、创业意识,具有竞争和团队精神,系统掌握粉体材料科学与工程的基础理论、基本实验技能和科学创新的研究方法,能在材料科学与工程领域、特别是在粉体材料加工制备、粉末冶金、陶瓷材料等领域从事科学研究、技术与产品开发、生产工艺工程设计、质量控制和生产经营管理等工作的高级专门人才。
2、粉体材料科学与工程专业专业主要课程
包括无机化学、物理化学、材料科学基础、材料工程基础、机械设计基础、粉体工程、粉末冶金冶金原理、成形模具设计制造技术、材料分析测试方法、材料物理力学性能等,强调外语、计算机及人文科学素养,注重科学思维和创新能力的培养。学生毕业后,可在高等院校、科研院所和高新技术企业等部门从事粉体材料加工制备、粉末冶金、硬质合金与超硬材料、陶瓷闷拿材料、新型电工电子材料、纳米材蚂蚂搭料和复合材料等方面的科研、生产及新产品、新技术开发、教学及相关管理方面的工作。
3、粉体材料科学与工程专业专物贺业培养目标
培养目标
本专业培养基础扎实、知识面宽,具有创新、创业意识,具有竞争和团队精神,系统掌握粉体材料科学与工程的基础理论、基本实验技能和科学创新的研究方法,能在材料科学与工程领域、特别是在粉体材料加工制备、粉末冶金、陶瓷材料等领域从事科学研究、技术与产品开发、生产工艺工程设计、质量控制和生产经营管理等工作的高级专门人才。
培养要求
本专业学生主要学习材料科学与工程等方面的基础理论和基本技能,具有从事实际工作的基本能力。
1.掌握材料科学与工程等方面的基础理论;
2.掌握材料科学与工程领域的基本技能;
3.具有竞争和团队精神;
4.了解本学科的发展前景和动态。
4、粉体材料科学与工程专业专业就业方向与就业前景
本专业毕业生持续出现供不应求的情况,就业前景相当好,毕业生主要到全国各高等院校、研究院所、合资企业、国家重点企业等单位就业。
二、粉体材料科学与工程专业大学排名
1.中南大学A++
2. 合肥工业大学 A+
3.沈阳理工大学A
4. 景德镇陶瓷学院 A
Ⅱ 粉体工程的资料
粉体材料的制备方法有几种?各有什么优缺点?(20分)
答:粉末的制备方法: 气相合成、湿化学合成、机械粉碎.
1. 物理方法
(1)真空冷凝法
用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等离子体,然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控,但技术设备要求高。
(2)物理粉碎法
通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀。
(3)机械球磨法
采用球磨方法,控制适当的条件得到纯元素纳米粒子、合金纳米粒子或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀。
2. 化学方法
(1)气相沉积法
利用金属化合物蒸气的化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高,粒度分布窄。
(2)沉淀法
把沉淀剂加入到盐溶液中反应后,将沉淀热处理得到纳米材料。其特点悄如简单易行,但纯度低,颗粒半径大,适合制备氧化物。
(3)水热合成法
高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成,再经分离和热处理得纳米粒子。其特点纯度高,分散性好、粒度易控制。
(4)溶胶凝胶法
金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化,再经低温热处理而生成纳米粒子。其特点反应物种多,产物颗粒均一,过程易控制,适于氧化物和Ⅱ~Ⅵ族化合物的制备。
(5)微乳液法
两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液,在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。其特点粒子的单分散和界面性好,Ⅱ~Ⅵ族半导体纳米粒子多用此法制备
2. 为什么要对粉体材料的表面进行改性?什么是物理吸附?什么是化学吸附?试举例说明。(20分)
答: 材料表面改性的目的
力学性能:表面硬化、防氧化、耐磨等
电学性能:表面导电、透明电极
光学性能:表面波导、镀膜玻璃
生物性能:生物活性、抗菌性
化学性能:催化性
装饰性能:塑料表面金属化
材料表面改性的意义
通过较为简单的方法使一个部件 部件或产品 产品具有更为综合的性能第一节 材料表面结构的变化
粉体表面改性是指用物理、化学、机械等方法对粉体材料表面进行处理,根据应用的需要有目的改变粉体材料表面的物理化学性质,如表面组成、结构和官能团、表面能、表面润湿性、电性能、光、吸附特性等等,以满足现代新材料、新工艺和新技术发展的需要。
在使用无机填料的时候,由于无机粉体填料与有机高聚物的表面或界面性质不同,相容性较差,因而难以在基质中均匀分散。故而必须对无机粉体填料表面进行改性,以改善其表面的物理化学特性,增强其与有机高聚物或树脂等的相容性和在有机基质中的分散性,以提高材料的机械强度及综合性能。
基本目的是增加与基体的相容性和润湿性,提高它在基体中的分散性,增强与基体的界面结合力。
在此基础上还可赋予材料新功能,扩大其应用范围和应用领域,如用氧化铝、二氧化硅包覆钛白粉可改善其耐候性。
物理吸附也称范德华吸附,它是由吸附质和吸附剂分子间作用力所引起,此力也称作范德华力。吸附剂表面的分子由于作用力没有平衡而保留有自由的力场来吸引吸附质,由于它是分子间的吸力所引起的吸附,所以结合力较弱,吸附热较小,吸附和解吸速度也都较快。被吸附物质也较容易解吸出来,所以物悔神理吸附是可逆的。如:活性炭对许多气体的吸附,被吸附的气体很容易解脱出来而不发生性质上的变化。
吸附质分子与固体表面原子(或分子)发生电子的转移、交换或共有,形成吸附化学键的吸附。由于固体表面存在不均匀力场,表面上的原子往往还有剩余的成键能力,当气体分子碰撞到固体表面上时便与表面原子间发生电子的交换、转移或共有,碧运亏形成吸附化学键的吸附作用。
3. 利用热力学、动力学知识试分析FeC或WC生产过程的条件。(10分)
答:在WC生产过程中,其原理是W+C===WC,从热力学角度看,因为W和C都是比较稳定的物质,所以通常条件下不会发生反应,G大于0,所以要在高温条件下(1350-1550℃),当在这个温度下,C比较活跃,就是W碳化,从而形成WC。
4. 什么是均匀沉淀法、直接沉淀法、共沉淀法、各有什么优缺点?(20分)
答:均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢均匀地释放出来,通过控制溶液中沉淀剂浓度,保证溶液中的沉淀处于一种平衡状态,从而均匀的析出。通常加入的沉液剂, 不立刻与被沉淀组分发生反应, 而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢生成,克服了由外部向溶液中直接加入沉淀剂而造成沉淀剂的局部不均匀性。
直接沉淀法是制备超细微粒广泛采用的一种方法,其原理是在金属盐溶液中加入沉淀剂,在一定条件下生成沉淀析出,沉淀经洗涤、热分解等处理工艺后得到超细产物。不同的沉淀剂可以得到不同的沉淀产物,常见的沉淀剂为:NH3•H2O、NaOH、(NH4)2CO3、Na2CO3、(NH4)2C2O4等。
直接沉淀法操作简单易行,对设备技术要求不高,不易引入杂质,产品纯度很高,有良好的化学计量性,成本较低。缺点是洗涤原溶液中的阴离子较难,得到的粒子粒经分布较宽,分散性较差。
共沉淀法是指在溶液中含有两种或多种阳离子,它们以均相存在于溶液中,加入沉淀剂,经沉淀反应后,可得到各种成分的均一的沉淀,它是制备含有两种或两种以上金属元素的复合氧化物超细粉体的重要方法。
5. 试述溶胶—凝胶法制备粉体材料的基本原理。(20分)
答:溶胶-凝胶法的基本原理
溶胶—凝胶(简称Sol—Gel)法是以金属醇盐的水解和聚合反应为基础的。其反应过程通常用下列方程式表示:
(1)水解反应: M(OR)4 + χ H2O = M(OR)4- χ OH χ + χ ROH
(2)缩合-聚合反应:
失水缩合 -M-OH + OH-M- =-M-O-M- +H2O
失醇缩合 -M-OR + OH-M-=-M-O-M- +ROH
缩合产物不断发生水解、缩聚反应,溶液的粘度不断增加。最终形成凝胶——含金属—氧—金属键网络结构的无机聚合物。正是由于金属—氧—金属键的形成,使Sol—Gel法能在低温下合成材料。Sol—Gel技术关键就在控制条件发生水解、缩聚反应形成溶胶、凝胶
凝胶-溶胶(Sol-gel)技术是指金属有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化、在经过热处理而成氧化物或其它化合物固体的方法。
6. 利用粉体材料的制备方法,设计一个粉体材料的制备(包括工艺路线、温度、烧法时间),并说明原因。
答:制备工艺对铁基粉末冶金航空刹车材料组织与性能的影响
摘要
该论文针对某种牌号铁基粉末冶金航空刹车材料的制备工艺进
行研究,系统研究了制备工艺对其组织与性能的影响,系统分析了压
制压力、烧结温度、烧结压力、冷却水流量等重要的工艺参数变化对
材料显微组织、致密化、力学性能的影响规律以及由此引起的材料摩
擦磨损性能和行为的改变。结果表明:
(1)压制压力增大,促使铁粉重排,移动加速,塑性好的粉末
发生局部的塑性变形,塑性较差的硬质颗粒产生碎化,使得各组元的
接触面积增大,这些因素的综合作用,有效地减少了孔隙的数量及尺
寸,使得材料密度和硬度逐渐升高,进而,材料的耐磨性能得到有效
改善。
(2)烧结温度由900℃升高到930℃时,铜粉和铁粉的塑性得以
进一步提高,更容易产生塑性变形,促进致密化过程的进行,同时,
异晶转变的存在,使铁的自扩散系数略有增加,然而,碳在铁中的扩
散系数降低,这些因素的综合作用使得密度缓慢增加,组织以软韧相
的铁素体为主,材料的耐磨性较差;烧结温度由930℃增加至1020
℃,铁粉和铜粉的变形程度更大,原子扩散系数显着提高,材料致密
化程度迅速增加,组织中珠光体数量增多且分布比较均匀,同时,颗
粒间的结合由机械啮合转变为冶金结合,提高了材料的强度,材料磨
损性能显着提高。
(3)烧结压力由1.6MPa增加到2.8MPa时,材料变形程度增
大,有效地消除了材料内部及晶界处的孔隙,材料密度和硬度显着提
高,磨损性能得到改善;烧结压力由2.8MPa提高到3.2MPa时,材
料密度和硬度变化不显着,摩擦磨损性能变化不大,说明继续提高烧
结压力对材料的致密化程度以及摩擦磨损性能影响不大。
(4)冷却水流量由0增至0.04m3/s,冷却速度出现先增大后减
小的趋势,这与烧结炉的结构有关,水流量越大,内罩与冷却水的接
触面上的水花喷溅越剧烈,使材料的冷却效果降低,当冷却水流量为
0.027 n13/s时,冷却速度最快,其组织以片状珠光体和粒状珠光体为
主,此时片状珠光体的片间距最小,材料的硬度和摩擦磨损性能随冷
却速度的增加而提高。关键词:粉末冶金,摩擦材料,铁基,摩擦磨损,制备工艺
Ⅲ 粉体工程,举例说明分级和分离的异同点
粉体材料的制备方法有几种?各有什么优缺点?(20分)答:粉末的制备方法: 气相合成、湿化学合成、机械粉碎. 1. 物理方法 (1)真空冷凝法用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等离子体,然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控,但技术设备要求高。 (2)物理粉碎法通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀。 (3)机械球磨法采用球磨方法,控制适当的条件得到纯元素纳米粒子、合金纳米粒子或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀。 2. 化学方法 (1)气相沉积法利用金属化合物蒸气的化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高,粒度分布窄。 (2)沉淀法把沉淀剂加入到盐溶液中反应后,将沉淀热处理得到纳米材料。其特点简单易行,但纯度低,颗粒半径大,适合制备氧化物。 (3)水热合成法高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成,再经分离和热处理得纳米粒子。其特点纯度高,分散性好、粒度易控制。 (4)溶胶凝胶法金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化,再经低温热处理而生成纳米粒子。其特点反应物种多,产物颗粒均一,过程易控制,适于氧化物和Ⅱ~Ⅵ族化合物的制备。 (5)微乳液法两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液,在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。其特点粒子的单分散和界面性好,Ⅱ~Ⅵ族半导体纳米粒子多用此法制备 2. 为什漏激滑么要对粉体材料的表面进行改性?什么是物理吸附?什么是化学吸附?试举例说明。(20分)答: 材料表面改性的目的力学性能:表面硬化、防氧化、耐磨等电学性能:表面导电、透明电极光学性能:表面波导、镀膜玻璃生物性能:生物活性、抗菌性化学性能:催化性装饰性能:塑料表面金属化材料表面改性的意义通过较为简单的方法使一个部件 部件或产品 产品具有更为综合的性能第一节 材料表面结构的变化粉体表面改性是指用物理、化学、机械等方法对粉体材料表面进行处理,根据应用的需要有目的改变粉体材料表面的物理化学性质,如表面组成、结构和官能团、表面能、表面润湿性、电性能、光、吸附特性等等,以满足现代新材料、新工艺和新技术发展的需要。在使用无机填料的时候,由于无机粉体填料与有机高聚物的表面或界面性质不同,相容性较差,因而难以在基质中均匀分散。故而必须对无机粉体填料表面进行改性,以改善其表面的物理化学特性,增强其与有机高聚物或树脂等的相容性和在有机基质中的分散性,以提高材料的机械强度及综合性能。基本目的是增加与基体的相容性和润湿性,提高它在基体铅亏中的分散性,增强与基体的界面结合力。在此基础上还可赋予材料新功能,扩大其应用范围和应用领域,如用氧化铝、二氧化硅包覆钛白粉可改善其耐候性。物理吸附也称范德华吸附,它是由吸附质和吸附剂分子间作用力所引起,此力返腊也称作范德华力。吸附剂表面的分子由于作用力没有平衡而保留有自由的力场来吸引吸附质,由于它是分子间的吸力所引起的吸附,所以结合力较弱,吸附热较小,吸附和解吸速度也都较快。被吸附物质也较容易解吸出来,所以物理吸附是可逆的。如:活性炭对许多气体的吸附,被吸附的气体很容易解脱出来而不发生性质上的变化。吸附质分子与固体表面原子(或分子)发生电子的转移、交换或共有,形成吸附化学键的吸附。由于固体表面存在不均匀力场,表面上的原子往往还有剩余的成键能力,当气体分子碰撞到固体表面上时便与表面原子间发生电子的交换、转移或共有,形成吸附化学键的吸附作用。 3. 利用热力学、动力学知识试分析FeC或WC生产过程的条件。(10分)答:在WC生产过程中,其原理是W+C===WC,从热力学角度看,因为W和C都是比较稳定的物质,所以通常条件下不会发生反应,G大于0,所以要在高温条件下(1350-1550℃),当在这个温度下,C比较活跃,就是W碳化,从而形成WC。 4. 什么是均匀沉淀法、直接沉淀法、共沉淀法、各有什么优缺点?(20分)答:均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢均匀地释放出来,通过控制溶液中沉淀剂浓度,保证溶液中的沉淀处于一种平衡状态,从而均匀的析出。通常加入的沉液剂, 不立刻与被沉淀组分发生反应, 而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢生成,克服了由外部向溶液中直接加入沉淀剂而造成沉淀剂的局部不均匀性。直接沉淀法是制备超细微粒广泛采用的一种方法,其原理是在金属盐溶液中加入沉淀剂,在一定条件下生成沉淀析出,沉淀经洗涤、热分解等处理工艺后得到超细产物。不同的沉淀剂可以得到不同的沉淀产物,常见的沉淀剂为:NH3?H2O、NaOH、(NH4)2CO3、Na2CO3、(NH4)2C2O4等。直接沉淀法操作简单易行,对设备技术要求不高,不易引入杂质,产品纯度很高,有良好的化学计量性,成本较低。缺点是洗涤原溶液中的阴离子较难,得到的粒子粒经分布较宽,分散性较差。共沉淀法是指在溶液中含有两种或多种阳离子,它们以均相存在于溶液中,加入沉淀剂,经沉淀反应后,可得到各种成分的均一的沉淀,它是制备含有两种或两种以上金属元素的复合氧化物超细粉体的重要方法。 5. 试述溶胶—凝胶法制备粉体材料的基本原理。(20分)答:溶胶-凝胶法的基本原理溶胶—凝胶(简称Sol—Gel)法是以金属醇盐的水解和聚合反应为基础的。其反应过程通常用下列方程式表示:(1)水解反应: M(OR)4 + χ H2O = M(OR)4- χ OH χ + χ ROH (2)缩合-聚合反应:失水缩合 -M-OH + OH-M- =-M-O-M- +H2O 失醇缩合 -M-OR + OH-M-=-M-O-M- +ROH 缩合产物不断发生水解、缩聚反应,溶液的粘度不断增加。最终形成凝胶——含金属—氧—金属键网络结构的无机聚合物。正是由于金属—氧—金属键的形成,使Sol—Gel法能在低温下合成材料。Sol—Gel技术关键就在控制条件发生水解、缩聚反应形成溶胶、凝胶凝胶-溶胶(Sol-gel)技术是指金属有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化、在经过热处理而成氧化物或其它化合物固体的方法。 6. 利用粉体材料的制备方法,设计一个粉体材料的制备(包括工艺路线、温度、烧法时间),并说明原因。答:制备工艺对铁基粉末冶金航空刹车材料组织与性能的影响摘要该论文针对某种牌号铁基粉末冶金航空刹车材料的制备工艺进行研究,系统研究了制备工艺对其组织与性能的影响,系统分析了压制压力、烧结温度、烧结压力、冷却水流量等重要的工艺参数变化对材料显微组织、致密化、力学性能的影响规律以及由此引起的材料摩擦磨损性能和行为的改变。结果表明: (1)压制压力增大,促使铁粉重排,移动加速,塑性好的粉末发生局部的塑性变形,塑性较差的硬质颗粒产生碎化,使得各组元的接触面积增大,这些因素的综合作用,有效地减少了孔隙的数量及尺寸,使得材料密度和硬度逐渐升高,进而,材料的耐磨性能得到有效改善。 (2)烧结温度由900℃升高到930℃时,铜粉和铁粉的塑性得以进一步提高,更容易产生塑性变形,促进致密化过程的进行,同时,异晶转变的存在,使铁的自扩散系数略有增加,然而,碳在铁中的扩散系数降低,这些因素的综合作用使得密度缓慢增加,组织以软韧相的铁素体为主,材料的耐磨性较差;烧结温度由930℃增加至1020 ℃,铁粉和铜粉的变形程度更大,原子扩散系数显着提高,材料致密化程度迅速增加,组织中珠光体数量增多且分布比较均匀,同时,颗粒间的结合由机械啮合转变为冶金结合,提高了材料的强度,材料磨损性能显着提高。 (3)烧结压力由1.6MPa增加到2.8MPa时,材料变形程度增大,有效地消除了材料内部及晶界处的孔隙,材料密度和硬度显着提高,磨损性能得到改善;烧结压力由2.8MPa提高到3.2MPa时,材料密度和硬度变化不显着,摩擦磨损性能变化不大,说明继续提高烧结压力对材料的致密化程度以及摩擦磨损性能影响不大。 (4)冷却水流量由0增至0.04m3/s,冷却速度出现先增大后减小的趋势,这与烧结炉的结构有关,水流量越大,内罩与冷却水的接触面上的水花喷溅越剧烈,使材料的冷却效果降低,当冷却水流量为 0.027 n13/s时,冷却速度最快,其组织以片状珠光体和粒状珠光体为主,此时片状珠光体的片间距最小,材料的硬度和摩擦磨损性能随冷却速度的增加而提高。关键词:粉末冶金,摩擦材料,铁基,摩擦磨损,制备工艺
Ⅳ 粉体工程的内容简介
《粉体工程》具体的研究内容包括三大方面,一是粉体的基本性能与表征,包括粉末颗粒的几何学形态特性,粉末颗粒的粒径、粒径分布、颗粒形状的科滑稿戚学定信陵义;粉末粒径及粒径分布的测量原理与方法;粉体堆积特性与摩擦学特性,以及相关粉体物性测量的原理与方法。也包括粉体的表面与界面化学。二是粉体工程的单元操作的基本过程、原理、技术与装备,包括粉磨、分离、分级、粉体储存与输运等。三是粉末的制备的物理、化学基本原理以及相关的技术与装备敬纳。此外,还论述了粉体工程中有关粉尘存在的危害及其预防。
粉体工程是对粉体及其制备、加工、处理和应用的一门新兴学科。从粉体科学与工程的内涵来分析。粉体科学研究的是各类粉体体系中一些带有共性的基础问题,如粉体特性、粉末粒度、粉末颗粒间的相互作用、粉体与介质的相互作用、粉末制备的基本物理与化学原理等问题;而粉体工程是在粉体制备与应用的工程实践中,各项单元操作及其工艺优化组合,以及过程的控制。粉体工程涉及化工、材料、冶金、医药、生物工程、农业、食品、机械、电子、航空、航天等工业领域,与化学、物理、力学等基础学科相关,表现出跨学科、跨技术的交叉性和基础理论的概括性。
Ⅳ 求西南石油大学的在校学生帮忙在校图书馆下载三本电子书
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Ⅵ 粉体工程为什么是选修课程
为了学生的兴趣和就业需求。粉体工程主要涉及到粉末制备缺枯激、颗粒物理学伏袜、粉体流动性、粉体包装等多方面知识,是很多工程专业学生所需要了解的一个领域。未来考虑到学生的兴趣和就业需求,粉体工程一般作为选修课开设,让学生根据自己的需要进行选择。有些高校开设了一些综合性实验课程,如“粉体工程实践”等,让学生更加深败兄入地了解粉体工程的实践应用,增强专业水平。因此,学生选择粉体工程这样的选修课的目的通常是为了切实提升自己的职业竞争力。
Ⅶ 粉体的粉体工程
将粉体加工技术与相关自然科学的理论应用到具体的粉体加工生产部门中所形成的综合知识和手段称之为粉体工程。粉体技术是解决具体技术问题的思想和技巧,而粉体工程则是以粉体技术为核心与相关技术组合,形成解决工程化生产问题的专业系统手段。作为材料类专业的学生,应该掌握这种工程化的粉体加工技术。
在实施特点上看,粉体工程是基于颗粒与粉体自身性质和过程现象,将系统化的知识和方法运用于工业生产中所采用的粉体应用技术的总称。以粉体特毕宴性为基础,掌握粉体现象,对粉体的加工过程实施不同的单元作业。从单元操作的纵向分类来看,粉体工程涵盖了破碎、粉碎、分级、贮存、充填、输送、造粒、混合、过滤、沉降、浓缩、集尘、干燥、溶解、析晶、分散、成形、烧成等。根据各个产业中粉体加工对象的不同,粉体工程学已广泛应用到建材、机械、液亩能源、塑料、橡胶、矿山、冶金、医药、食品、饲料、农药、化肥、造纸、资源、环保、信息、航空、航天、交通等手埋银几乎国民经济发展的各个领域。
Ⅷ 粉体的粉体技术
粉体技术可以指粉状物质的加工处理思路软件和相关设备硬件的总成。自从人类社会的发端开始,粉体技术就与每个人息息相关,一刻也没有氏凯离开过,只不过是每个人是否明确清晰地感觉到和识别出来而已。粉体技术作为一门综合性技术,就是随着人类文明的发展而逐渐形成的。从原始人学会制造石器粉碎食物开始,就出现了粉碎技术的雏形。通过对粉体技术的感知、认知的变化,我们可以从加工业的发展特点来形容粉体技术过程——“构思颗粒、分析构成、加工粉体、制造产品、现实设想”。
从石器时代到铁器时代,粉体技术扮演着重要的角色,而系统整理这一系列技术的还是我国古代的《天工开物》一书,是它归纳分析形成粉体技术的雏形。西方工业革命对钢铁需求的快速增加,大规模地加工矿物粉体的相关工业已得到迅速地发展。针对粉体企业生产中出现的种种故障与危害,在物理和化学等学科不断进步的推动下,20世纪50年代对粉体过程现象与粉体技术理论的研究应运而生。20世纪60年代理论研究与生产应用的结合与发展,确立了粉体工程学科的作用与重要性。20世纪70年代为解决粉体相关产业存在的问题以及对新产品的研发,奠定了现代粉体技术的基础。
随着粉体技术的不断提高与积累以及微颗粒、超微颗粒材料制备与应用技术的发展,20世纪80年代粉体技术实现了超细化,相关理论也逐渐系统化;由于微颗粒、超微颗粒的行为与颗粒的行为差异较大,从而微颗粒、超微颗粒成为粉体科学重要的研究对象。20世纪90年代显微测试技术和计算机技术的飞速发展,促进了纳米粉体技术的诞生,纳米材料制备与应用技术又赋予粉体工程新的挑战和用武领域。21世纪颗粒微细化以及颗粒功能化与复合化的发展,为粉体技术在材料科学与工程领域的应用中开辟了新天地[5]:例如便于服用和可控溶解的缓释药物、延展性好不易脱落的化妆品、高生物利用度的超微粉体食品、高精度抛光的研磨粉、高纯材料制备的电子元件和各类能源材料,为高性能粉体的使用开拓了广阔的市场。
以粉体制备为例,古老的粉碎方式被粉碎(break-down)装备替代,已经工业化的超细搅拌磨基核神突破了制备微粉的“3μm”粉碎极搏亏限,实现了亚微米级超微粉碎。精细化是一个突出特色,英语中“Fineparticlemustbefine”这句双关语的确说明了微细化与精细化的关系;超微颗粒的研究开发就是沿着这个方向发展的。以多尺度思想认识物质的结构,科技界已经将可操控的微颗粒尺度经历了从微米到纳米之后,正在向分子量级逼近;宏观世界和微观世界的界限逐渐模糊化。
随着材料及相关产业的科技进步,作为工业原料精细化加工处理的粉体技术应用范围也在不断地拓展,单纯的超细粉碎分级技术已经不能满足对终端制品性能的要求。人们不仅要求粉体原料具有微纳米级的超细粒度和理想的粒度分布,为了材料性能或粉体使用性能的提高,对粉体颗粒的成分、结构、形貌等也提出了日益严苛的要求。 社会的进步、科技的发展,人们期待着未来的粉体技术会更加完善。
1. 微细化
粉体技术最明确的一个发展方向是使颗粒更加微细化、更具有活性、更能发挥微粉特有的性能。近年来关于“超微颗粒”的研究开发就是沿着这个方向,以至于60个碳原子组成C60和70个碳原子组成的C70(即fullerene:碳原子排列成球壳状的分子)归入超微粉体。自古以来的粉体单元操作——粉碎法(breaking-down法)、化学或物理的粉体制备法(building-up法)以及反应工程中物质移动操作的析晶反应,都被包含在粉体技术制备领域中。
2.功能化与复合化
随着材料及相关产业的科技进步,粉体作为普通的工业原料,其加工处理技术日新月异,应用范围也在不断地拓展。单纯的超细粉碎、分级技术已经不能满足终端制品性能的要求,人们不仅要求粉体原料具有微纳米级的超细粒度和理想的粒度分布,也对粉体颗粒的成分、结构、形貌及特殊性能提出了日益严苛的要求。
通过表面改性或表面包覆,能够赋予复合颗粒及粉体①形态学的改善;②物理化学物性的改善;③力学物性的改善;④颗粒物性控制;⑤复合协同效应;⑥粉体的复合物质化等特殊的功能。
3.发展趋势
颗粒微细化作为粉体工程学科关键技术之一,科技进步对材料的微细化提出了更高的要求,涉及的课题及研究领域更广泛,如关于环境对策的粉体技术、关于资源能源的粉体技术、关于金属粉末成形的粉体技术等等,这一点无论是今天还是将来都不会改变。
如同制粉一样,自古以来就使用的与人类生活密切相关的粉体技术,在以信息技术为代表的各种现代化产业领域中,起着相当大的作用。“发展”重要,“可持续发展”更重要。与此同时,面对能源日渐枯竭、资源不断减少、环境严重污染,地球能否持续发展的紧迫局面,对于粉体技术来说,既是严峻的挑战,又是发展的机遇,粉体技术已担负起重大的、长远的责任。粉体技术在环境治理、生态保护、资源循环利用、废弃物再生、节能省能领域中,具有不可替代的作用。人类的生存对于粉体技术的依赖和期望越来越高,粉体技术的不断创新和应用将使各行各业发生根本性的变化。
Ⅸ 粉体工程为什么是任选课程
粉体工程是化学、材料科学、机械工程等学科交叉的一门科学,主要涵盖了粉体物料在输送、加工、储存、分离等过程中的物理化学基础和工程化应用。一般而态喊言,粉体工程作为一门专业课程,通常是化工、材料等相关专业的必修课程,但有些学校的选课制度较为灵活,可以将该课程作为任选课程。主要原因可能有以下几个方面:
1.交叉学科课程:粉体工程不仅仅是一门单一的学科,还涵盖了化学、材料、机械等多个学科的内容,其涉及面较广。因此,有些学院设定该课程为任选课程,可以更好地满足学生的个性化需求和专业发展方向。
2.学科交叉度较低:与工程学科中的其他课程相比,粉体工程可能没有那么重要,也没有那么紧迫。在某些学校,它可能被视为简闭手更专门的主修方向,而不是经常性地提供了基础性学科。
3.时间、资源等因素:某些学校学期耗时不长,因此只能安排必修课程和少量选修课程,因此粉体工程这类跨学科的选修拦嫌课程就会被筛选出来。此外,某些学校可能没有足够的教职员工或资源来开设粉体工程这样的学科,因此这种任选课程可能是减轻学术压力的结果。
Ⅹ 粉体工程技术在工业领域上的应用有哪些急!!!
粉体工李旦轿程技术,顾名思义,迟租主体是粉体,即粉粒体。
不知道你的问题的目的何在,粉粒体工程涵盖的领域十分广泛,就工业领域而言,食品,医药,化工都能涉猎,试想,多少物质的存在不和粉末颗粒打交道呢,很多问题如果把微观的情况了解,分析透了,再去处理解决宏观的问题,就驾轻哪肆就熟了。
粉粒体工程自身就是庞大的一块,包括,粉末的输送,计量,研磨,破碎等等,所以你问工业应用,如果没有指向的话,没法细化了。