粉體是由許許多多小顆粒物質(zhì)組成的集合體,。其共同的征是:具有許多不連續(xù)的面,,比表面積大,,由許多小顆粒物質(zhì)組成,。
顆粒的概念
與大塊固體相,相對微小的固體稱之為顆粒,。根據(jù)其尺度的大小,,常區(qū)分為顆粒(particle)、微米顆粒(micronparticle),、亞微米顆粒(sub-micronparticle),、微顆粒(ultramicronparticle),、納米顆粒(nano-particle)等等,。這些詞匯之間有定的區(qū)別,目前正在建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)行界定,。通常粉體程學(xué)研究的對象,,是尺度界于10m到10m范圍的顆粒。
隨著觀察和實際操作能力的提,,制備和使用這些微小顆粒的不斷地從毫米走入微米,,從微米走入納米,。即使還不知道顆粒微細(xì)化終點到哪里,但確實在不斷逼近分子水平,。20紀(jì)90年代初,,化學(xué)家關(guān)注的由60個碳原子組成的32面體的原子群等,方面是分子簇,,另方面可以看到呈現(xiàn)具有粉體顆粒性的狀態(tài),,可以說人類的操作能力入分子和顆粒連續(xù)的時代。
廣義上說,,顆粒不于固體顆粒,,還有液體顆粒、氣體顆粒,。如空氣中分散的水滴(霧,、云);液體中分散的液滴(乳狀液);液體中分散的氣泡(泡沫);固體中分散的氣孔等都可視為顆粒,它們都是"顆粒學(xué)"的研究對象,。而粉體程學(xué)的研究對象是大宗的固體顆粒集合體,。
從顆粒存在形式上來區(qū)分,顆粒有單顆粒和由單顆粒聚集而成的團聚顆粒,,單顆粒的性質(zhì)取決于構(gòu)成顆粒的原子和分子種類及其結(jié)晶或結(jié)合狀態(tài),,這種結(jié)合狀態(tài)取決于物質(zhì)生成的反應(yīng)條件或生成過程。從化學(xué)組成來分,,顆粒有同物質(zhì)組成的單質(zhì)顆粒和多種物質(zhì)組成的多質(zhì)顆粒,。多質(zhì)顆粒又分為由多個多種單質(zhì)微顆粒組成的非均質(zhì)復(fù)合顆粒和多種物質(zhì)固溶在起的均質(zhì)復(fù)合顆粒之分。從性能的關(guān)聯(lián)度來考慮,,原子分子的相互作用決定了單顆粒,,單顆粒之間的相互作用決定了團聚顆粒或復(fù)合顆粒的性;團聚與復(fù)合顆粒的集合決定了粉體的宏觀性;粉體的宏觀性又影響到其處理過程和產(chǎn)品的,。
顆粒的性
從粉體程學(xué)廣泛的應(yīng)用域來看,,以微小顆粒的形式來處理固體物質(zhì)具有如下顯而易見的幾方面的性與有利性:
1.比表面積增大促溶解性和物質(zhì)活性的提,易于反應(yīng)處理,。
2.顆粒狀態(tài)易于動,,可以計量控制供給與排出和成形。
3.實現(xiàn)分散,、混合,、均質(zhì)化與梯度化,控制材料的組成與構(gòu),。
4.易于成分分離,,有效地從天然資源或廢棄物中分離有用成分。
如上所述,,可以充分理解以顆?;蝾w粒集合體形式處理物料的重要性,。
顆粒的性質(zhì)決定了粉體的性質(zhì),粉體程學(xué)涉及的基本理論主要研究顆粒的體相性質(zhì)(大小與分布,、形狀,、比表面積、堆積性,、磁電熱光等性質(zhì));顆粒的表面與界面性質(zhì)(表面的不飽和性,、表面的非均質(zhì)性、表面能等);顆粒表面的潤濕性(潤濕類型,、接觸角與臨界表面張力,、親液·疏液性等);顆粒表面的動電性質(zhì)(表面電荷起源、顆粒表面電位與吸附性等);顆粒表面的化學(xué)反應(yīng)(類型與機理與反應(yīng)動力學(xué))等物性與性,。
粉體
"粉"與"粒"的關(guān)系
拆字思義,,"粉"乃將米粉碎而成,"粒"乃米的立存在,,這兩個字形象地表明了古人對粉體和顆粒的認(rèn)識,。尺之棰,日取其半,,不竭,。這是《莊子·天下》中對物質(zhì)微細(xì)化過程的直接描述,它形象簡潔地闡明了顆粒無限可分的概念,?!督饎偨?jīng)》也記錄過釋迦佛陀多次以恒河中沙塵顆粒個數(shù)來比喻之大:河中沙粒之多,再以粒沙比喻成為條河,,又可以*地放大到無垠的空間,。
古代賢早已對顆粒構(gòu)成的大千界有了清楚的認(rèn)識,而且這種無限,、不斷可分與放大的"盡虛空,,遍法界"的多尺度思想和寬廣的意境對我們認(rèn)識粉體、認(rèn)識顆粒有著及其重要的啟發(fā)作用,。
人類對客觀界的認(rèn)識是從微觀,、介觀和宏觀等不同層次上行的,認(rèn)知范圍的擴大與內(nèi)容的深入,,不斷增強著人類對掌控客觀界的能力,。對于人們熱心的粉體來說,從構(gòu)成原子的微粒子到充滿無數(shù)星的天體群,,都在不同尺度上反應(yīng)了顆粒(個體)與粉體(群體)之間的密切關(guān)系,。