现代陶瓷工艺学培训教程.ppt

06十一月2024绪论0.2先进陶瓷工艺技术现状1.先进陶瓷粉体制备与性能表征及设备粉体制备方法1.1粉体的物理性能及其表征（2）团聚体
一次颗粒由于表面力或化学键合形成的颗粒。（自发团聚）
表面力→软团聚
化学键合→硬团聚
自发团聚原因：
①分子间范德华力
②颗粒间静电引力
③吸附水分的毛细管力
④颗粒间磁引力
⑤颗粒表面不平滑引起的机械纠缠力（3）二次颗粒（假颗粒）
通过某种方式人为制造的粉体团聚粒子。

（4）胶粒
尺寸小于100纳米的胶体颗粒。
1.1.1.2颗粒的尺寸粒径的定义与表示方式（1）相当径（球相当径、球当量径）
等体积径DV、等表面积径Ds

（2）自由下降径Df

（3）Stoke’s径（等沉降速度相当径）Dst
有效径流体运动方式：
层流、过渡流、湍流（紊流）
流体阻力：

其中：A迎流面积，ρ流体密度，u颗粒对流体相对速度。
C阻力系数。C=f（Re）。
雷诺数：球体颗粒在液体中沉降时雷诺数与阻力系数实验关系曲线Stoke’s假设：
当速度达极值时，在无限大范围内，粘性流体中沉降的球体颗粒的阻力完全有流体粘滞力决定。

层流沉降速度公式：

当Re<0.2适用。
（4）显微镜测粒径
光学、SEM、TEM
①马丁径DM（Martin）
②费莱特径DF（Ferret）
③投影面积径Du
④周长径De1.1.1.3颗粒分布累积分布曲线频率（度）分布曲线
备注：累积分布为频率（度）分布的积分形式。
百分率可按质量、个数、体积等为基准。D1个数平均径
D2长度平均径
D3表面积平均径
D4体积平均径
Ds平均表面积径
Dv平均体积径Dm
最多数量径，对应频率（度）分布曲线最高值。
（众数径、最可几径）

D50
中位径，对应累积分布曲线50%处。

G偏度
正态分布：g=0，即：Dm=D50=D平均
正偏：g>0，即：Dm<D50<D平均
负偏：g<0，即：D平均<D50<Dm1.1.1.4粉体粒度测定方法测试方法测试方法1.1.1.5颗粒形貌、结构分析1.1.1.6颗粒成分分析1.1.1.7粉体晶态分析1.2粉体合成制备工艺1.2.1机械粉碎加工粉体及设备物料颗粒受机械力作用而被粉碎时，还会发生物质结构及表面物理化学性质的变化，这种因机械载荷作用导致颗粒晶体结构和物理化学性质的变化称为机械力化学。粉碎作用力的作用形式颗粒结构变化，如表面结构自发地重组，形成非晶态结构或重结晶

颗粒表面物理化学性质变化，如表面电性、物理与化学吸附、溶解性、分散与团聚性质

在局部受反复应力作用区域产生化学反应，如由一种物质转变为另一种物质，释放出气体、外来离子进入晶体结构中引起原物料中化学组成变化。球磨制粉包括四个基本要素：
球磨筒
磨球（球料比）
研磨物料
研磨介质在球磨过程中，球磨筒将机械能传递到筒内的球磨物料及介质上，相互间产生正向冲击力、侧向挤压力、摩擦力等，当这些复杂的外力作用到脆性粉末颗粒上时，细化过程实质上就是大颗粒的不断解理过程；如果粉末的塑性较强，则颗粒的细化过程较为复杂，存在着磨削、变形、加工硬化、断裂和冷焊等行为，不论何种性质的研磨物料，提高球磨效率的基本原则是一致的。1.动能准则：
提高磨球的动能

2.碰撞几率准则：
提高磨球的有效碰撞几率滚筒式
行星式
振动式
搅动式滚筒式球磨转速较低时，球料混合体与筒壁做相对滑动运动并保持一定的斜度。随转速的增加，球料混合体斜度增加，抬升高度加大，这时磨球并不脱离筒壁；
转速达一临界值V临1时，磨球开始抛落下来，形成了球与筒及球与球间的碰撞；
转速增加到某一值时，磨球的离心力大于其重力，这时磨球、粉料与磨筒处于相对静止状态，此时研磨作用停止，这个转速被称为临界转速V临2。D是磨筒的直径振动球磨行星球磨搅动球磨横臂均匀分布在不同高度上，并互成一定角度。球磨过程中，磨球与粉料一起呈螺旋方式上升，到了上端后在中心搅拌棒周围产生旋涡，然后沿轴线下降，如此循环往复。只要转速和装球量合适，在任何情况下磨筒底部都不会出现死角由于磨球的动能是由转轴横臂的搅动提供的，研磨时不会存在象滚筒球磨那样有临界转速的限制，因此，磨球的动能大大增加。同时还可以采用提高搅动转速。减小磨球直径的办法来提高磨球的总撞击几率而不减小研磨球的总动能，这样才符合了提高机械球磨效率的两个基本准则。气流研磨法1.动能准则：
提高粉末颗粒的动能

2.碰撞几率准则：
提高粉末颗粒的碰撞几率气流研磨三种类型：
旋涡研磨
冷流冲击
流态化床气流磨旋涡研磨冷流冲击加速效应：
加速后的气体可超过音速；
冷却效应：
气粉混合物的温度能降到零度以下。流态化床气流磨可获得超细粉体，并且粉末粒度均匀；
由于气体绝热膨胀造成温度下降，所以可研磨低熔点物料；
粉末不与研磨系统部件发