粉体工程试题范文

粉体工程试题范文（精选6篇）

粉体工程试题 第1篇

1、中位粒径：D50，在物料的样品中，把样品个数（或质量）分成相等两部分的颗粒粒径

2、壁效应：在接近固体表面的地方，粉料的随机填充存在局部有序。这种局部有序的现象是壁效应

3、粉碎平衡：当物料粉碎到一定程度时，物料在机械力作用下的粒度减小与已细化的微小颗粒再团聚达到平衡，物料粒度几乎不再变化的时候，称为粉碎平衡

4、摩擦角：由于颗粒间的摩擦力和内聚力而形成的角

5、相对可燃性：在可燃性粉末中加入惰性的非可燃性粉末均匀分散成粉尘云后，用标准点火源点火，使火焰停止传播所需要的惰性粉体最小加入量（%）称为相对可燃性

6、粉碎机械力化学：在固体物料粉碎过程中，设备施加于物料的机械力除了使物料粒度减小、比表面积增大外，还发生机械力与化学能的转化，使材料发生结构变化、物理化学变化。这种在机械力作用下锁诱发的物理、化学变化过程称为粉碎机械力化学。

另答案：研究粉碎过程中伴随的机械力化学效应的学科，应用粉体材料的机械力化学改性制备无机颜料制备纳米金属非晶态金属及合金制备新型材料

7、屈服轨迹：一组粉体样品在同一垂直应力条件下密实，然后在不同的垂直应力下，对每个粉体样品做剪切破坏试验，所得到的粉体破坏包络线称为该粉体的屈服轨迹

8、整体流：物料从料斗出口处全面积的泄出，全部物料都处于运动状态的流动。（料仓内整个粉体层能够大致均匀地下降流动，这种流动型称为整体流。这种流动常发生在带有相当陡峭而光滑的料斗内）二．简答

1、表征粒度分布特征参数是什么？粉体的填充指标有哪些？ 特征参数：中位粒径D50、最频粒径、标准偏差； 填充指标：容积密度、填充率、空隙率

2、等径球体随机填充的类型有哪些？

1、等径球规则填充；

2、随机或不规则填充：随机密填充、随机倾倒填充、随机疏填充、随机极疏填充；

3、壁效应

3、写出几种实际颗粒的堆积规律（P27）

堆积规律：当仅有重力作用时，容器里实际颗粒的松装密度随着容器直径的减少和颗粒层高度的增加而减小。对于粗颗粒，较高的填充速度导致松装密度较小。但是对于像面粉那样的有粘聚力的细粉末，减慢供料速度可得到松散的堆积。

4、粉体层中液体有几种？各有何特点？

1、粘附液：粘附在粉体物料的表面；

2、楔形液：滞留在颗粒表面的凹穴中或沟槽内；，即在颗粒间的切点乃至接近切点处形成鼓状的自由表面而存在的液体；

3、毛细管上升液：保存在颗粒间的间隙中；

4、浸没液：颗粒浸没的液体

5、粉体的润湿应用的典型实例，写两例。

1、表面涂覆或包裹：用硬脂酸钠改性MgO粉体，在吸附层中的硬脂酸根离子的亲水基朝向水相，接触角减小，是粉体润湿性增强；

2、热处理：对陶瓷颗粒进行热处理可以提高金属对陶瓷的润湿性。通过热处理可以除去吸附在陶瓷表面的氧，以免金属氧化在界面形成氧化物阻止金属与陶瓷元素相互扩散。对陶瓷颗粒进行预热处理可以消除颗粒表面吸附的杂志和气体，提高润湿性。

6、粉体摩擦角具体包括哪些角度?

内摩擦角、2 安息角、3 壁面摩擦角和滑动摩擦角、4 运动角

7、试述粉体压力饱和现象，并写出杰森公式。（P40）

饱和现象：当粉体填充高度达到一定值后。P趋于常数值，这一现象称为粉体压力饱和现象

8、流动与不流动的判据？（P48）

如果颗粒在流动通道内形成的区服强度不是已支撑住流动的堵塞料，那么在流动通道内将产生重力流动。

9、防止粉体偏析的方法？（P52）

1、加料时采用某些可以使输入物料重新分布和能改变内部流动模式的方法，如进口溜槽摆动或者转动撒料、多头加料；

2、卸料时通过改变流动模式以减少偏析，尽可能的模仿整体流，如在料斗卸料口上方加一个改流体可以拓宽流动的通道、使用多通道卸料管。（回转进料法、中央孔管、细高料仓、隔室、侧孔法）

10、颗粒在流体中运动时受到的力有哪些？（P173各力的公式在书上173页）流动阻力、2 重力、浮力，3 离心力、4 压力梯度力

11、粉尘爆炸机理及条件？（P358）

机理：粉尘爆炸是助燃性气体与可燃物均匀混合后进行的反应：

1、热能作用于粉尘粒子表面，使其温度上升

2、粉尘粒子表面的分子由于热分解或干馏作用，变为气体分布在粒子周围

3、气体与空气混合生成爆炸性气体，进而发火产生火焰

4、火焰产生热能，加速粉尘分解，循环往复放出气相的可燃性物质与空气混合，进一步发火传播发生爆炸。

条件：

1、扩散粉尘的浓度必须高于最稀可燃极限浓度、2、装在容器内的可燃粉料必须扩散在空气中，3、引燃源必须具有足够的使燃烧波引燃的释能密度和总能量，而该燃烧波的传播能引起爆炸。

12、粉体输送设备有哪些种类？胶带输送机的主要部件？

输送设备:胶带输送机、螺旋输送机、斗式提升机、链板输送机

主要部件：输送带、托辊、驱动装置、改向装置、拉紧装置、装料及卸料装置、清理装置、制动装置、三． 问答

1、CaCO3超微粉体和橡胶超精细粉体的生产工艺的异同

橡胶精细粉体生产工艺在老师打印发的那个单独的A4纸（专用成套设备）上面有类似，可以参考看

2、漏斗流和整体流的区别，整体流料仓的设计要点。（P50）

区别：整体流与漏斗流相比，整体流料仓具有很多优点：避免了粉料的不稳定流动、沟流和溢流、消除了筒仓内的不流动区、形成先进先出的流动，最大限度地减少了存储期间的结块问题、变质问题或偏析问题、颗粒的偏析被大大的减少或杜绝、颗粒的密度在卸料时是常数，料位差对它根本无影响、任意水平横截面的压力都可以预测，并且相对均匀。

设计要点：尽量使漏斗的半顶角小、料斗用材料的壁摩擦系数越小越好、料斗壁的表面光滑可以适当增大料斗半顶角，从而降低整个料斗的高度。

漏斗流料仓内粉体层的流动区呈漏斗形，使料流顺序紊乱，甚至粉体直流不动，造成先加入的物料后流出的结果。这种流动型称为漏斗流。这种流动发生在平底的料仓或斜度小而粗糙的料斗简仓内。整体流 料仓内整个粉体层能够大致均匀地下降流动，这种流动型称为整体流。这种流动常发生在带有相当陡峭而光滑的料斗内。

3、粉体结拱的原因和防拱破拱措施（P53）

结拱原因：

1、粉体内摩擦力与内聚力使之产生剪应力并形成一定的整体强度，阻碍颗粒位移，使流动性变差；

2、粉体的外摩擦力与料筒内壁间的摩擦力，该摩擦力与料仓内壁粗糙度、锥形部分倾角的大小有关，粗糙度大，倾角小，则外摩擦力越大，易结拱。

3、外界空气湿度、温度的作用使粉体的内聚力增大、流动性变差、固结性增强，导致结拱、4、筒仓卸料口的水力半径减小，是筒仓内粉体的芯流截面变小，易产生拱塞

措施：

1、正确设计料仓的几何结构；

2、提高料仓内壁的平滑度；

3、气动破拱；

4、振动破拱；

5、机械破拱

4、粉碎机械力化学的应用有？举5例(P160)

1、机械力化学改性

2、机械力化学法制备纳米金属、非晶态金属及合金

3、机械力化学法制备新型材料

4、机械力化学在水泥、混凝土生产中的应用

1、机械力化学法合成弥散强化合金

2、制备亚稳态材料

3、MA制备纳米晶材料、金属间化合物

4、制备纳米陶瓷、制备功能材料、制备纳米复合材料

5、固定床和流化床的区别（P180）

区别：固定床特点：当流体速度很小时，粉体层静止不动，流体从彼此相互接触的颗粒间的空隙通过。流化床特点：粉体层膨胀，空隙率增大，压力降沿凹形曲线变化，在一段区间内，虽然气体流速不断增大，但压力降变化较小。

固定床特点：当流体速度很小时，粉体层静止不动，流体从彼此相互接触的颗粒间的空隙通过。流化床特点：粉体层膨胀，空隙率增大，压力降沿凹形曲线变化，在一段区间内，虽然气体流速不断增大，但压力降变化较小。固定床：流体通过床层的压降随容器截面积空塔流速至足以支撑粉体层的全部质量时粉体的填充状态发生改变一部分颗粒运动而重新排列而在此之前床层基本不发生变化此时床层称固定床

流体床：流速超过使流体通过床层的通过床层的压降足以支撑粉体层的质量流体在颗粒层中的压降与单位面积床层重力相等粉体层开始悬浮运动像液体质点在一定范围内作无规则运动这时气固系统有类似液体的性质进入流态化状态

6、湿式除尘机理

(图来源于PPT，原理自己看图写)

7、洗涤式除尘类型

四． 作图

1、绘三轴压缩试验，粉体在受压破坏面作用图（P37图5-

5、5-6）

2、密实应力下的屈服轨迹（P47图5-29，5-30）

3、可燃性粉体生产工艺流程图

4、粉尘爆炸的机理图(P358图14-3)

粉体工程试题 第2篇

1、粒度为－200目25.6%的物料，经磨矿2分钟后粒度变为－200目50.8%，磨矿3分钟后粒度变为－200目62.5%，求出磨矿动力学方程并估算磨矿4分钟和5分钟后的物料细度

2、一筛孔尺寸为1mm的振动筛，当处理量Q＝20t/h时，其筛上物料的罗逊粒度特征－0.2x0.8方程为R=100e，筛下物料的高登粒度特征方程为Y=100X。已知入筛原料中小于筛孔尺寸的物料含量为70.2%，求此时振动筛的筛分效率E及筛下物料的平均粒度。当Q提高到40t/h时，预计E为多少？

3、粒度特征方程式的用途有哪些？已知某1.2mm的筛下物料其罗逊粒度特征方程式为-3xR=100e(n=1,b=3):（1）求0.6mm物料的负累积产和0.3mm物料的正累积产。（2）计算物料的平均直径。

4、如图所示的磨矿流程中，已测得分级机溢流、给料和排料中小于0.074mm粒级的含量分别为β＝76%、α＝57%和θ＝38%，求磨机的循环负荷。

5、如何确定颚式破碎机电动机的转速？

答案：假定动鄂做平行移动、矿石自由下落、不计摩擦阻力，对简摆式破碎机，偏心轴每转一转，动颚就往复摆动一次。前半转为破碎矿石的工作行程，后半转为排出矿石的空行程。实验表明排矿时间实际只相当于偏心轴转1/4转的时间。即t =60/4n =15/n（秒）在t时间内已破碎矿石下落高度

6、如何确定抛落运动磨机适宜的转速率，实际生产中磨机转速率的范围是多少？ 答案：在抛落式工作的磨机中，使钢球具有最大落下高度的转速为最适宜的转速，此时钢球冲击动能最大。222钢球作抛落运动落下的高度：H =4.5Rsinαcosα对H求极值 4.5Rsinα(2cosα－sinα)= 0，得α=54º44¹，由此磨机转速n有两种方法：

1、最外层脱离角求n，n=32/D0.5 2.用球荷回转半径与脱离角的关系推算n:n=37.3/D0.5 其中临界转速nc=42.4/D0.5

转速率为n/nc

7、简述扁平式气流粉碎机的粉碎及自行分级原理。

答案：粉碎原理：气流粉碎机是冲击式粉碎机，它以冲击粉碎为主。高速气流赋予颗粒以极高的速度，使它们互相碰撞，或与固定板及粉碎机内壁冲击碰撞。自行分级原理：把已粉碎的物料，按其大小进行分级，不仅分级细度很细，而且效率也很高，使粒度分布狭窄。这种不需外量分有器的性能，称自行分级性能。在离心力场的任一位置的颗粒上同时受到两个作用力。（a）离心力

（b）粘性阻力

当d较大时颗粒朝粉碎区运动；当d较小时颗粒朝中心收集区运动；这就是自行分级的原理。

8、简述粉碎助剂的作用机理。

答案：目前主要有两种观点：分别由列宾捷尔和克兰帕尔提出。

（1）表面化学吸附效应：助剂吸附降低表面能或引起表面晶格位错产生缺陷，促进裂纹的产生和扩展，从而降低物料的强度或硬度。（2）流变学分散效应：助剂可改变表面电性，促进颗粒分散，阻止物料粒子粘附和凝聚，从而改变料浆流变学性质，提高料浆流动性。对整个粉碎工艺过程，两种机理同时存在，相互统一，只是不同条件下主次不同。

9、简述深冷粉碎技术的基本思想。

答案：即利用物料的低温脆性进行粉碎。以液氮或液化天然气作冷却剂，在物料粉碎之前或在物料粉碎过程中将其冷却，使物料呈现脆性，然后，用振动磨机，冲击式粉碎机或其他粉碎机将物料粉碎，从而节省粉碎能耗提高粉碎效率。

10、简述物料粒度的表征方法。

答案：

1、单颗粒的粒度表示法，对于大多数情况中的非球形单颗粒，可由该颗粒不同方向上的不同尺寸按照一定的计算方法加以平均，得到单颗粒的平均直径，或是以在同一物理现象中与之有相同效果的球形颗粒直径来表示，即等效粒径，或叫当量径。（计算三轴算术平均值、三轴调和平均径和三轴几何平均径；或者等体积球当量径、等表面积球当量径法）2.混合物料的粒度表示方法，一般用颗粒群的平均直径来表示粉体的粒度。用n层筛子将混合物料分成（ｎ＋１）个粒度很窄的级别，每个级别分别用其上下层筛子的筛孔尺寸表示该粒级的粒度上下限再根据测得各窄级别物料的重量百分数求平均直径。

11、简述自定中心振动筛与惯性振动筛的主要区别。

12、简述引起过粉碎的原因及危害。答案：产生过粉碎的原因：（1）粉碎细度超过最值粒度；（2）所选择的设备与矿石性质不适应，易将矿石泥化；（3）操作条件设有控制好；（4）粉碎流程结构不合理。过粉碎的危害：（1）微细粒较多影响分选精度，精矿品位和回收率都差；（2）设备处理能力降低，磨损增大；（3）无益能耗增大。

13、简述泰勒标准筛和国际标准筛的基本特征。

答案：

1、泰勒标准筛——有两个筛序（基本和附加）特点：（1）筛号=网目=筛孔数目/1英寸（2.54cm）长度；（2）基本序列：筛比为 =1.414；（3）附加序列：筛比为2^0.5=1.19；（4）基筛为200目的筛子，筛孔尺寸0.074mm 2.国际标准筛：（1）以1mm筛子为基筛;（2）10^0.1 =1.259为筛比的等比系列筛(3)更加精密的筛分还要插入附加筛比。

14、阐述球磨机、棒磨机和自磨机的性能及用途。

答案：球磨机：应用范围广，无论是何种矿石、粗磨还是细磨都可采用；结构简单；排矿速度快、过粉碎严重；产品粒度相对较粗。棒磨机：（1）棒磨介质是钢棒，介质之间为线接触，磨碎作用具有选择性，有筛分作用，因而产物粒度比球磨均匀，开路磨矿的棒磨产品粒度特性几乎和闭路工作的球磨产品一样；（2）棒磨机属粗磨设备，生产率比球磨机低5%～15%；（3）主要用于非金属矿和稀有金属矿（如钨矿）的重磁选厂，以保护某些矿物的天然晶体结构，减少过粉碎，主要用作一段磨矿，也可代替短头圆锥破碎机作细碎。自磨机：（1）磨碎比大，可达300~400，一段自磨流程可取代中碎、细碎及粗磨三段作业。（2）流程短（3）降低钢材消耗量。（4）减轻泥化和铁质污染。但是，（1）生产率低，单位容积生产率比球（棒）磨机低30%~50%。（2）电耗高10%~20%，磨矿效率低，作业效率低8%~10%，因此在应用上一般在大型选厂才有经济优势，现在主要用于分选铁矿。

15、阐述颚式破碎机、旋回破碎机和园锥破碎机的性能及用途。

答案：颚式破碎机：构造简单，工作可靠，制造容易，维修方便适合用于处理坚硬或中硬矿石的粗碎和中碎，中小型选厂和矿石粘性大时宜用颚式；旋回破碎机：单位电耗低（50%）启动容易，工作平稳一般用于大型选矿厂粗碎，与颚式破碎机相比，旋回的投资大，生产成本低。园锥破碎机：电耗低、启动容易、工作平稳，其中，标准型用于中碎；短头型用于细碎； 中间型用于中或细碎。

16、阐述超细粉碎过程的物理化学现象，举例说明其应用。

答案：在超细粉碎过程中，随着粒度便细，物质表面能增加，吸附能力和反应活性增强，溶解速度提高。新生表面上还会引起物质结构的变化，伴随有化学的和热的效应。

17、阐述三个破碎功耗学说的基本思想。

答案：

1、面积学说——（雷廷格学说）理论实质：输入功转化为新生表面积上的表面能。面积学说较准。因此适用于全过程。

2、体积学说——（吉尔皮切夫学说）理论实质：输入功转化为变形能，变形至极限物体被破坏。即：dA2 = K2dV。适用于粗碎。

3、裂缝学说——（邦德学说）理论实质：输入功转化为变形能，变形至极限产生裂缝，进而形成断面，之后输入功部分转化为新生表面上的表面能，其余成为热能损失。因此应等量考虑变形能和表面能两项。适用于粗碎与细碎之间的较宽范围

18阐述影响磨机中钢球运动状态的因素及钢球在不同运动状态下的磨矿机理。

答案：钢球的运动可归纳为三种典型状态，这取决于磨机转速和球荷（装球率）。

1、泻落式，以磨剥作用磨矿，适于细粒磨矿。

2、抛落式，矿石在园运动区受钢球的磨剥作用，在底脚区受强烈的冲击作用，适于粗粒级磨矿。

3、离心式当磨机转速超过某一临界值时无磨矿作用。

19、粉碎机施力分哪几类？应用中要注意哪些问题？

（1）硬矿石宜用弯折配合冲击；（2）脆性矿石弯折和劈开较有利；（3）韧性和粘性物料，采用磨剥方式为好。

20、螺旋分级机分为哪几类，每一类的特征是什么，分别有什么用途？

答案：螺旋分级机（国内选厂常用）是最常用的分级设备，可分为高堰式，低堰式和沉没式三种；根据螺旋数目，又可分为单螺旋和双螺旋分级机。（1）高堰式——适于分离出0.15～0.2mm粒级（－0.074mm50～60%），通常用于一段磨矿与磨机配合，溢流堰比下端轴承高，但低于下端螺旋的上边缘。（2）沉没式——分级面积大，利于分出0.15mm以下粒级（－0.074mm70～85%），常用于二段磨矿的分级，其下端螺旋有4～5圈全浸在矿浆中。（3）低堰式——分级面积小，只能用来洗矿或脱水，现已不采用。其溢流低于下端轴承中心。

21、比较说明等园截面、变园截面和双循环管式气流粉碎机的特点。

答案：等园截面：特点：几何形状规整，容易制造；应用：规格用循环管内径表示，粉碎石墨等，粉碎工质在强，生产能力，粒度。变园截面： 特点：a.分级区细粒出品处安装向叶窗愤性分级，使内层细粒通过时，相对较粗的颗粒被弹回；b.喷嘴安装位置正好使喷气流轴线与粉碎；c.粉碎室内腔横截面不是真正的园，各处截面也不相等，粉碎区和分级区的弧形部分也是园周的一部分，曲率半径为变径的，上开管截面大，颗粒减速上升，进入分级区时截面小又能加速，产生更大的离心力场，获得更精细的分级。应用范围广，适合各种物料粉碎.双循环管式：特点：对喷式迎面冲击粉碎，粉碎强度大，能量利用率高，消除了进入分区级的“冲击壁”，减少了内壁冲击磨损，生产能力大。

22、气流冲击式粉碎机和机械式粉碎机各有何特点.答案：气流冲击式粉碎机的优点：（1）粉碎强度大，产品微细，颗粒规整，表面光滑；（2）产品粒度较均匀，粒度分布较狭窄，单颗粒成分多；（3）成品纯度商，因无任何转动部件；（4）应用范围广，能粉碎极坚硬的物料，高纯、层状、热敏性易燃、易爆物料；（5）设备结构简单，没有运动部件，易维修拆卸、清理可进行无菌作业；（6）能量利用率高，可达2~10%，而球磨机仅为 0.6%。缺点：（1）辅助设备多，一次性投资大；（2）影响工况因素多，难以稳定操作；（3）粉碎成本较高（应用于附加值较高物料的粉碎）；（4）粉碎系统易去堵塞，出现例料现象，喷出大量粉墨，恶化环境；（5）噪音较大。

机械式粉碎机：给矿量（充填率）给矿量大，产品粒度变粗；不同尺寸的介质配合使用有利于提高粉碎效果；粉碎强度不如气流粉碎机大。

23、画出选矿生产中的常见的破碎筛分流程，并例举几个生产实例，说明不同流程的特点。（1）预先筛分：破碎前筛除小于排矿口的物料，减轻破碎负荷。（2）检查筛分：筛除破碎后产品中大于排矿口的物料。（3）预先检查筛分：同时筛除破碎前小于排矿口的物料和破碎后产品中大于排矿口的物料。

24、试说明球磨机钢球装球率、球荷直径及配比对磨矿效果的影响。

答案：钢球装球率：由于磨机转速的限制，装球率过高磨机中部的钢球机会不动，因此会造成有效的钢球运动率很低，功率消耗增大，效果不佳；过低也达不到生产要求。

球荷直径及配比：要保证足够高的单体解离，需要钢球对矿石进行选择性的解离，而且矿石的性质也直接决定着钢球的尺寸要求，所以一般大小钢球混合使用，具体的尺寸配比将直接影响不同粒级矿物的磨剥效果（及单体解离率）和过粉碎率进而影响磨机的磨矿效率。

25、自磨机从结构上是如何增大被磨物料间的冲击力、避免物料在筒体内偏析的？ 答案：a.筒体直径D大，长度短（D/L≈3），以保证矿块能提升到一定高度下落时的冲击磨碎力和不发生轴向偏析现象（大→给，小→排）。b.端盖设有两圈三角断面波峰衬板，能磨碎矿石、抑制偏析。c.筒体铺有丁字形提升衬板，将物料提升到一定高度。

26、阐述宏观与微观比表面积的差异与表征方法。

答案：宏观比表面积——总表面积与质量之比。表征方法：

1、测定物料的平均粒度

2、计算物料的宏观比表面积。微观比表面积的表征方法——BET气相吸附法

27、举例说明超细粉碎过程中机械化学反应对被粉碎物料性质的影响。答案：固相反应：石英和方解石混合粉碎生成硅酸钙。气相反应：食盐粉碎时产生氯气，碳酸盐矿物释放CO2。

外来离子作用：Al3+ 和Mg2+ 进入高岭土晶体成为镶嵌结构，增加了堆积密度。超细粉碎过程中颗粒微细化，比表面积增大，表面能增加。表面性质发生变化：（1）表面形成无定型氧化膜。（2）形成氢氧化物层。（3）磨矿介质与表面作用形成硅胶干扰层，使新生表面键场饱和。矿物构造结晶的变化：（1）矿物结构发生不规则变形。（2）型位错。（3）产生非结晶态物质。（4）产生无定型物质和晶格畸变。其它结晶性结构的变化：（1）引起物料结构多种形式间的转移，黄色氧化铅→赤色，斜方晶系→正方晶系。（2）有机物从稳定性→不稳定性。

粉体工程基础课程教学的几点体会 第3篇

一不断提高教师自身素质

为适应素质教育的需要, 教师应不断开阔视野, 跟踪粉体科学发展的前沿, 及时更新知识体系, 不断提高自身的专业素质。而且, 教师不仅要掌握先进的教学手段, 还要努力研究实施素质教育的教学方法。在实际教学过程中, 要灵活应用各种教学方法, 不断总结教学经验, 同时要重视学生的反馈信息, 及时调整教学思路, 只有这样才能不断提高自己的教学水平, 取得良好的教学效果。

二重视绪论课的作用

部分教师认为绪论课仅是对粉体工程基础的简单介绍, 作用不大, 所以授课过程照本宣科、枯燥无味。其实绪论课对整个教学活动的成功与否起到了至关重要的作用, 它不仅是学生了解粉体工程基础课程的窗口, 也是教师教学水平的第一次展示。绪论课上得好, 可激发学生对本课程的兴趣, 从而形成一个良好的开端。讲授绪论课的较好方法是介绍粉体工程基础的成就、发展方向和广阔前景, 比如介绍纳米粉体及其独特性能, 让同学们明白粉体学科的强大生命力及发展前景。

三重视思路教学和研究方法教学

粉体工程学也称颗粒学, 是一门新兴的综合性技术学科。很多概念的表征、基本理论的研究有待完善, 因此讲授概念的表征方法、研究思路就尤为重要。如讲授颗粒粒度的表示方法时, 应遵循由浅入深、从感性到理性的认识规律。首先探讨球形颗粒的粒度表示。同学们很容易想到用线性尺度直径表示粒径。然后提出如何表示不规则形状颗粒的粒度, 引发学生思考和讨论。教师在这时介绍研究问题的方法, 从已知表示方法入手, 引出当量这一概念, 用与某一性质相当的球形颗粒的粒径表示所研究的不规则颗粒的粒径。只要学生掌握了这一研究思路, 那么这一部分颗粒粒度的各种表示方法就迎刃而解了。又如讲解颗粒群的填充结构时, 一定要仅仅抓住“均一球形颗粒的规则填充均一球形颗粒的实际填充非均一球形颗粒的填充最密填充理论”这一主线, 从最简单的单一球形颗粒的规则填充到多种粒度颗粒的填充。在讲解中每一结论得出的同时, 都会有新问题出现, 都会开启一个新的问题的研究之门。

四对比式启发教学的运用

孔子曰:“不愤不启, 不悱不发, 举一隅不以三隅及, 则不复也。”这句话是说不到他努力想弄明白而不得的程度不要去开导他;不到他心里明白却不能完善表达出来的程度不要去启发他。如果他不能举一反三, 就不要再反复地给他举例了。这是启发式教学的起源。启发的关键是调动学生学习、思考的主动性与积极性, 在学生思而不得时, 教师才给予及时的点拨。因此, 在课堂上, 如何引发学生的思考, 使学生生疑、质疑和解疑, 是互动式启发教学的关键。

在粉体工程基础教学中, 可采用对比式启发教学法。包括将相近或相反的定义、概念进行对比或将新旧知识进行对比, 从而使之条理清晰、对比鲜明、启发思维、便于记忆。由于粉体是不同于固体、液体和气体的另一种状态, 不妨以粉体的性质与流体 (气体和液体的总称) 的性质对比讲解。如在学习粉体力学性质时, 先让学生回忆流体力学中静止流体的压强随深度的变化规律, 学生们很容易想到:P=P0+ρgh。紧接着教师提出问题, 对于粉体而言, 压强随深度的变化是否符合同样的规律?从而引发学生的思考, 激发学生的学习兴趣。然后与同学们共同探讨流体和粉体受力特性的不同, 推导出规律。通过分析, 得出粉体具有压力饱和现象这一与流体完全不同的结论。

五重视习题的编写与讲解

粉体工程基础既是一门重要的应用技术学科, 又有很强的基础学科性质。生产实践要求教师不仅要培养学生灵活运用现有知识解决错综复杂的实际问题的能力, 还应着重培养学生面对新领域 (特别是跨学科领域) 和新现象, 独立分析与解决问题的能力, 这种能力只能通过不断的练习才能获得。习题课和作业环节是培养学生灵活运用所学知识, 加深概念理解的重要环节。通过典型例题的剖析, 启发学生举一反三。习题课还提供了课堂讨论的机会, 对学生思维的锻炼是单纯讲课所无法代替的。作业的批改和点评也很重要, 它是教师发现教学过程中存在的问题和反映学生对知识掌握程度的重要途径, 所以在每次课开始前抽出几分钟时间对作业进行点评十分必要。通过对普遍性问题进行讲解, 指出错误原因和正确思路, 可以使学生加深对知识的理解和掌握。

六传统教学方式和多媒体技术互补

长期以来, 粉体工程基础课程在教学手段上采用板书教学, 这种方式能够在教师的书写以及同步的讲解中促进学生的积极思维与参与意识, 但教学内容中比较抽象的概念、现象和规律很难用语言准确、形象地描述。多媒体教学最大的优点是形象、生动、具体、直观、易于理解并可加强记忆, 但其弊端是不能突出推导过程和思维, 尽管信息量很大, 但学生对知识的掌握比较肤浅。将传统教学方法和多媒体技术综合应用于教学过程是一种很好的方法, 在讲授偏重于推导有多大关系。

2. 学生对文化课的态度和观点

通过对在校高职生的访谈, 大部分学生认为自己读高职主要的目标是学一门技术或手艺, 既然来到了职业学校, 就不要对文化课有那么多要求了, 即使有时间和精力, 他们觉得学文化课也没多大作用, 现行的省内文化课的统考根本没有必要。

3. 当前高职院校文化课教与学的现状

基于院校领导、教师和学生的上述认识, 一些学校在缩短学制的同时, 大量削减、占用文化课时, 不断加大专业实训投入。基于生源的实际情况, 部分学生不想学文化基础课, 上课情绪不高, 作业敷衍了事, 文化课教师的工作积极性严重受挫, 不少教师上课应付了事, 课堂教学效果堪忧。各院校参加竞赛实训的学生, 经常占用正常上课时间进行训练, 临近竞赛前的强化训练, 所有文化课、专业理论课全部停上, 进行封闭式训练。有的学生竞赛结束回到课堂, 可以说已是“目不识丁”了。只要学校有活动需要“让路”, 文化基础课课时是被占用的首选。学生文化基础课学习的广度、深度都有大幅度的萎缩, 高职院校的学生在语言应用方面甚至写不出完整的自我介绍, 在数学方面简单的计算也会出错, 人文历史政治方面的知识更是极度匮乏。

二对当前高职文化课程教育现状的成因分析

高职文化课教学正处于令人尴尬的境地, 文化基础课正

过程的内容时采用传统授课方式, 而讲授需要直观形象的内容时采用多媒体教学方法, 做到取长补短、优化组合, 才能获得较好的教学效果。

提高粉体工程基础教学效果的教学方法是一个不断摸索的过程, 教师只有本着认真负责的态度, 不断学习, 不断在教学实践中总结经验, 才会取得较好的效果。

粉体工程试题 第4篇

关键词：课程模块化；粉体工程技术；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2012）12-0090-02

Abstract：“Powder Engineering”is the professional basic course of the major of powder materials science and engineering and the major of inorganic non-metallic materials and engineering.The paper discussed the teaching reform of the course modular to the powder engineering and technology，summarized the condition of teaching and practice teaching in the few years.At last，some suggestions were provided in order to learning the course well.

Key words：Course modular，powder engineering and technology，teaching reform

《粉体工程》课程是我院粉体材料科学与工程专业和无机非金属材料工程专业的一门主干课程，是一门交叉性、应用性很强的技术基础课，它作为这两个专业，特别是粉体材料科学与工程专业的核心课程，对学生职业能力的增强起着至关重要的作用。经过近年来的实践经验证明：《粉体工程》课程的教学质量如何，直接决定着学生的专业能力和专业素质，也直接影响着学生的就业能力。我校于2003年开设了粉体材料科学与工程专科专业，2006年升级为本科专业，在此期间，我们对《粉体工程技术》课程进行了模块化教学改革，形成了一些经验，获得了良好的效果，主要表现在以下几个方面。

一、《粉体工程技术》课程模块化设计

随着现代科技的发展，高校教育教学也在不断改革，依据课程建设应遵循“加强实践，注重应用，增强素质，培养能力”的原则，我们对《粉体工程技术》课程进行了模块化设计，即改变了传统的将《粉体工程》课程仅作为一门孤立的理论课来进行教学的做法，而根据其在整个专业人才培养计划中的地位和作用，将与其有密切联系的其分课程组合在一起，形成相互关联、相互促进的一个模块，模块中的课程主要包括《粉体工程专业导论》、《粉体工程》、《粉体工艺及设备》、《粉体工程双语教学》、《粉体工艺课程设计》和《粉体工程实训》。形成模块后，原课程组即转变为模块课程组，在教学内容和方法的设计和衔接上更加协调了，也更加有序了，使师生在整个教与学的过程中都能做到心中有数、脉络清晰，明显促进了教学效果。

二、教学文件的调整和规范化

课程模块确定后，根据专业人才培养方案中对人才培养的能力、素质、知识和技能等各方面的要求，我们联系《粉体工程技术》模块的具体教学内容，相应地将培养目标进行了分解，围绕模块中的核心课程《粉体工程》确定了新的教学大纲。该大纲由两部分组成，首先是模块教学大纲，其次是课程教学大纲。模块教学大纲主要有本模块简介、确定本模块的教学目标、课程组成、课时分配和模块考核方法。课程教学大纲则主要确定各课程的教学内容、课时分配、教学方法、参考资料等。由模块课程组负责人对全部教学工作负责，做到统一管理，使本模块与其他课程教学活动的安排更加顺畅。

三、模块化课程教学内容的整合

课程模块化后，我们对课程的内容进行了调整，使模块内各课程内容更加符合现代性和基础性、科学性和系统性的统一，使课程结构和教学内容得到进一步优化。例如，我们将《粉体工程》这门课中原有的涉及到基本原理、经典理论和方法等的内容仍保留在该课程中，而将涉及到与时代发展密切相关的工艺及设备方面的内容单独分出来，开设了《粉体工艺及设备》课程，同时增加了来自生产一线的相关内容，既增强了教学效果，又做到了教学与生产的紧密结合。进行科研活动、培养专业人才服务社会是高等院校的基本职能，教学质量的好坏和科研水平的高低是衡量高校综合实力的重要标准[1]。在实践方面，将教师的科研成果以《粉体工程实训》的形式体现出来，极大地促进了教师将科研与实践相结合的积极性。

四、教材编写和师资队伍的建设

由于国内只有极少数高校开设了粉体材料科学与工程专业，又因我校的专业方向和其他高校的有所差异，因此，在教材方面可借鉴的经验较少。我们采取了各种途径，将教材的编写和师资队伍的建设紧密结合起来，较好地解决了教材和辅助资料的问题。例如，我们在课程模块化教学大纲确定后，组织了教师和国内著名大学的老师共同编写了《粉体工程学》一书[2]，该书已由清华大学出版社出版，并被列入了国家“十一五”规划教材。《粉体工程导论》是我校开设的具有很强特色的课程，我们则请学科带头人亲自主讲本课程，由他撰写了讲义。为了使本专业学生在就业时能够面向更多的国际化企业，我们还开设了《粉体工程双语教学》课，为此，安排了一位具有博士学位的教师去国外进行为期一年的深造，回国后承担了此课程的讲义编写和教学任务，取得了良好的效果。实践方面，我们为了抓好《粉体工程实训》课程的教学，一方面安排了一位具有硕士学位的实验师主要负责此环节，同时派遣其在职攻读博士学位。到目前为止，本课题组已有教授1人，副教授3人，讲师1人，实验师1人，基本形成了一支学历、年龄和职称分布合理的教学梯队。

五、教学过程与教学效果的考核方法改进

我们针对课程模块化教学的特点，将教学过程考核和教学效果考核相结合，将课程模块总体上作为一个整体考核，按综合评定方法分出优劣，同时，对各理论课和实践课分别进行考核，考核结果在一定程度上相关联，这样就强化了考核方法，主要目的是使学生能够掌握该模块的全部重要内容。对核心理论课程考核采用“N+2”的考核方法，“2”表示作业和笔记两项，“N”表示学生学习过程中的其他要素，如到课率、测验情况、小论文写作情况等，最后进行综合评定。这样可使学生不仅重视课程最终考试成绩，同时也关注学习的过程，使之取得较好的学习效果。

以上是我们在学校进行教育教学改革中所进行的课程模块化改革的一些措施，虽然取得了一定的成效，后续还有很多值得探索的领域，需要我们不断开拓创新才会有更大的收获。

参考文献：

[1]沈冬冬.科研活动与课程教学相结合的思考与实践[J].教育教学论坛，2012，（1）：62-63.

[2]盖国胜，丁明.粉体工程学[M].北京：清华大学出版社，2009.

粉体工程论文 第5篇

环境问题是当今全人类共同关注的问题，它涉及到国民经济的各个部门。从广义上讲，其研究领域及其广泛，不仅与人类及动植物的生存、生态有关，而且与经济发展有着密不可分的关系；从狭义上讲，环境工程作为一门工程学科，其研究内容主要体现在“三废”的治理上，即“废气、废水、废渣”。粉体技术(也叫粉体工程、颗粒工程等)则是一门新兴的综合性交叉边缘学科，因其综合性、交叉性的特点，便与环境工程有着密切的关系。粉体工程的研究领域涉及化工、冶金、建材、医药、食品、航空航天等许多部门和学科．自20世纪80年代以来，在我国已经得到了长足的发展，一些新技术、新工艺、新设备不断涌现，从而

也带动了其它技术的发展。

目前，粉体技术在环境工程中的应用包括气固分离、固液分离、颗粒制备与处理等诸多方面，涉及到的具体课题则包括含尘气体的净化、气态污染物的净化、污泥污水的处理、各种工业废渣的处理等。现在我们环境工程系借助粉体技术开展的环保课题有：各种除尘器的研制、废旧橡胶轮胎的处理、废旧印刷线路板的处理、各种粉尘颗粒的发生、纳米材料、气体的净化和污水的处理等方面。新的粉体技术应用于环境工程中必将带来巨大的经济效益和社会效益，例如垃圾(包括工业废渣和生活垃圾等等)的处理问题，在粉体技术的研究中。对材料的粉碎、分级、造粒等都已经有了较为成熟的技术和工艺，将这些技术和工艺应用于环境方面，不仅变废为宝、为二次资源的综合利用打下了良好的基础，将会给企业带来巨大的经济效益，而且又起到美化环境、净化大气的良好作用，由此而产生了巨大的社会效益。现在比较热门的纳米技术参与到环境保护中米可以导致产品微型化，从而使所需资源减少，达到资源利用的持续化，以实现资源消耗率的“零增长”；同时用纳米技术还可制成非常好的催化剂，其催化效率极高，用于汽车尾气催化净化可使汽油燃烧时不再产生一氧化碳和氮氧化物，使尾气排放无害化。新型的纳米级净水剂具有很强的吸附能力，可将污水中的悬浮物和铁锈、异昧等污染物除去，达到污水处理纯净化。利用纳米技术开发的润滑剂，既能在物体表面形成半永久性的固态膜，产生极好的润滑作用得以大大降低机器设备运转时的噪声，又能延长机器的使用寿命，达到噪声控制的有效化。

其几种常见的应用如下：

一、纳米粉体

高性能的纳米粉体材料具有其多种奇特和优良的功能特性，在国外最先应用于军事领域，随后逐渐向民用领域发展，在军事、能源、化学化工、敏感材料、光电、环保食品和生物医药等国民经济的各个领域有着十分广阔的应用前景，在人们的日用生活制品领域可涉及衣、食、住、行的各个方面，可显著地改善人们的生活环境、身体健康和生活质量。

纳米粉体的制备主要有物理法和化学法.制备所用的材料一般都是纳米复合材料。常见的也是应用较广泛的就是聚合物基有机——无机纳米复合材料.聚合物基有机一无机纳米复合材料具有优异的阻隔性能，特别是插层法制备的PCH纳米复合材料表现出良好的尺寸稳定性和气体阻阳性。随着层间插入法在热塑性塑料中不断取得成功，将粘土分散于环氧中制成涂料，在韧性、对水的阻隔性上都会有所改善，粘土的片状结构还有可能使涂层的光学性能发生变化，从而得到新型涂料。Schmidt以γ—缩水甘油醚基硅烷(KH一560)为原料，采用溶胶一凝胶法制备的涂层有很好的柔韧性和耐磨性，可用作透明聚合物的抗磨涂层。将含TiO2的涂层表面暴露在紫外线中，在几十个纳米的范围内，涂层表面会产生出交叉分布的亲水和亲油区域，可用作玻璃和其它表面上的防雾涂层和防污徐层。

同时纳米粉体在水污染和空气污染上也有广泛应用，这是一种新型的资源。纳米材料是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最先得到应用的重要组成部分。纳米材料制品作为一种高科技产品，其优良的性能在国民经济的各个领域都有广泛的应用，具有广阔的应用前景。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。随着技术和社会的不断进步，代表2 1世纪先进科技的纳米技术和产业必将健康发展，具有无比广阔的前景。

二、食品加工的超微粉碎

超微粉碎，是指利用机械或流体动力的方法克服固体内部凝聚力使之破碎，从而将3毫米以上的物料颗粒粉碎至10-25微米的操作技术。是20世纪70年代以后，为适应现代高新技术的发展而产生的一种物料加工高新技术。超微细粉末是超微粉碎的最终产品，具有一般颗粒所没有的特殊理化性质，如良好的溶解性、分散性、吸附性、化学反应活性等。因此超微细粉末已广泛应用于食品、化工、医药、化妆品农药、染料、涂料、电子及航空航天等许多领域上。

超微粉碎的原理：通过对物料的冲击、碰撞、剪切、研磨等手段，施于冲击力、剪切力或几种力的复合作用，达到超细粉碎的目的。其工艺过程有一次粉碎和二次粉碎。一次粉碎就是在一台设备上同时完成粉碎、筛选、分离、再粉碎的过程。二次粉碎是先对物料进行粗粉碎，然后再采用超细粉碎机完成超细粉碎加工，其工艺流程大致为：原料→筛选→清选→干燥→粗粉碎→超细粉碎→风选分级→超细粉体产品。超微粉碎的特点：速度快可低温粉碎粒径细且分布均匀节省原料，提高利用率，减少污染，可见粉体工程在食品加工方面的环境保护。

三、无机粉体

无机粉体填充改性塑料

无机粉体填充改性塑料在我国已有20多年的历史。最初主要以降低成本为目的。随着无机粉材料品种的增加，由n-r_技术的进步，粉体粒径的超细化新的活化处理剂不断出现，表面活化处理技术和填充改性理论的发展，无机粉体填充改性塑料正由原来单纯追求降低成本，已发展成开发新的功能性材料的重要手段。如无机阻燃材料、阻隔红外线功能材料、补强增韧材料和纳米复合材料等。我国的无机粉体填充改性塑料，无论在产量、品种，还是在生产技术和科学理论等方面，目前在国际上均处领先地位。据有关资料报道，(1)2003年我国用于填充改性塑料仅碳酸钙(含重钙与轻钙)一项多达260万吨，占碳酸钙总产量的40％以上，如按当年塑料总产量1600万吨计算，塑料制品中平均填充碳酸钙量为16．25％，由此可见：无机粉体填充改性塑料在我国塑料工业中所占的重要地位。无机粉体填充改性塑料大范围的推广应用，推动了相关理论的发展，如刚性粒子增韧理论、微观界面设计与调控理论等都是我国科技工作者首先提出来的，(2—3)新理论的出现又进一步推动了无机粉体填充改性塑料的进步和发展。近年来，问世的碳酸钙补强增韧母粒就是一个典型例子。(4)用该母粒填充改性PP或PE，填充量为25—30wt％时，缺口冲击强度较纯树脂可提高25。40％，断裂伸长率较纯树脂可提高1～2倍。近几年来，由于我国塑料工业飞跃发展，由此而带来的白色污染也日趋严重，各级政府和有关部门先后颁发过多项关于预防和治理白色污染的法令和法规。为了防治白色污染已研制开发出多种可降解塑料，如：淀粉基生物降解塑料，淀粉基光、生物降解塑料等。这些降解塑料的问世，为解决我国的白色污染问题发挥了一定作用，但在实际推广应用过程中，逐渐发现它们还存在一些问题，如：加工工艺复杂、成本高、使用性能差、市场推广困难和企业效益低等。在这种情况下，业内许多有识之士开始认识到无机粉体填充改性塑料在减量化、资源化和无害化等方面已成为解决我国白色污染重要途径。在中国塑料加工工业协会改性塑料专业委员会2003年年会上，由湖南科汛环保塑料有限公司、福建师范大学化学与材料学院、中国环境科学院固体废弃物研究所会同60多个与会单位和个人共同向业内外和全社会发出倡议“高举环境友好塑料材料的旗帜，加快无机粉体改性塑料环境友好材料研究和产业化步伐”。

从环境保护考虑将无机粉体改性塑料作为环境友好材料，希望无机粉体填充量越多越好。但无机粉体填充量过多会使材料的功能性、力学性能和使用性能明显下降，如何解决好这一矛盾问题既关系到这种环境友好材料更关系到无机粉体填充改性塑料今后能否持续健康发展的大问题。众所周知，生产无机粉体填充改性塑料，除少数粉状树脂如PVC是将无机粉体直接与树脂混合使用外，绝大多数是通过填充母粒的方式。也就是说先将无机粉体在各种助剂的作用下与少量载体树脂先制成填充母粒，再根据制品性能要求，将母粒与基体树脂按一定比例混合后加工成各种塑料制品。所以决定制品的功能性和环保性能关键在于填充母粒的性能。

a、无机粉体的选择

可用于塑料填充改性的无机粉体种类很多，常见的有：重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、高岭土、硅灰石粉、云母粉、氢氧化铝和氢氧化镁粉等，品种不同，功能也不同。其中氢氧化铝和氢氧化镁粉具有阻燃消烟功能；滑石粉可提高塑料的刚性和耐热性，与碳酸钙配合使用将产生良好的协同效果，应用于农膜中可增加光的散射作用和透光率，并对7。2 5Urn波长的红外光有阻隔作用；高岭土填充到PVC电缆料中可明显提高电缆护套的绝缘性能，用于农膜中具有良好的阻割红外线功能，而且优于滑石粉，但透光率不如滑石粉好；硅灰石粉具有较大长径比，最大可大20：1，作为增强剂可用于替代部分玻璃纤维，与含卤有机阻燃剂配合使用，具有协同作用，可以提高制品的阻燃效果；云母粉呈片状晶形。径厚比大，除具有补强作用外，还可提高塑料的刚性、耐热性和尺寸稳定性，云母粉的透光率比其它任何无机粉体都好，并有阻隔红外线功能，被广泛用于大棚膜中。如果从减量化、资源化、有利于环保和降低成本考虑，在众多无机粉体中当属于重质碳酸钙，其白度高、资源丰富、易加工、价格低；其次是轻质碳酸钙。这两种碳酸钙在填充改性塑料中用量最大，所涉及的塑料制品也最多。作为填充改性塑料用无机粉体在质量要求上除纯度外，很重要的一项技术指标是粒径和粒径分布。粒径大小，工业习惯用目数表示。目数是指1平方英寸的筛网中所含有的筛网数。目数与微米(Um)之间的关系是：筛孔直=15400Um／目数。从理论上来说无机粉体的粒径越小，填充到树脂中制得材料的力学性越好，但实际情况并非如此。粉体的粒径越小，比表面积越大，粒子的内聚能越高，越容易团聚，填充到塑料中不易分散，相反会使材料的力学性能下降。表1列出不同粒经的重质碳酸钙，相同的造粒工艺，在同一种牌号HDPE中填加25wt％碳酸钙测得材料的力学性能。

b、粉体表面活化处理剂与处理技术

无机粉体粒子为极性，而树脂为非极性，二者难以相容。要想使无机粒子均匀地分布到树脂中，并能与树脂的分子链产生较强的亲合力，必须对无机粒子表面进行活化处理。目前所用活化剂有表面活性剂，如硬脂酸：偶联剂，如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、酸式亚磷酸酯偶联剂、稀土偶联剂和铝／钛复合偶联剂等；高分子处理剂如聚烯烃马来酸酐接枝共聚物等。其中用的最多的是铝酸酯偶联剂和铝／钛复合偶联剂。其用量一般为无机粉体质量的1．2％一2％，无机粉体的粒径越小，比表面越大，偶联剂的用量也就越多。表面处理一般采用干法，即在高搅机内用偶联剂对无机粉体进行表面包覆处理。由于偶联剂都属于酯类化合物，遇水易水解而失效，所以在表面包覆之前，无机粉体一定要干燥，具体作法是在未加入偶联剂之前，先将无机粉体在高搅机内，高速搅拌数分钟，温度升高可达80℃．90。C，此时无机粉体中小量的水份大部分可以除去。为了使小量的偶联剂能将每一个无机粒子充分包覆。可以通过加热将偶联剂溶于15号白油中成粘稠状液体后，再加入高搅机内。这种表面处理效果比单纯用偶联剂好。白油在后续造粒过程中可以起到润滑剂的作用。无机粉体表面活化处理技术近年来又有新的进展，应用效果比较好的有两种。一种是采用新型活化剂，该活化剂有别于传统的表面活性剂或偶联剂，也不同于高分子处理剂。新型活化剂的分子量介于二者之间，分子中含有高活性反应基团，活化剂是以化学键的方式牢固地包覆在无机粉粒子表面，活化剂分子的剩余部分为非极性长的饱和碳链，以较大的接触面积与树脂的分子链之间形成强的范德华亲合力，从而使无机粉体填充量较大的情况下，复合材料仍具有较好的力学性能。另一种新的表面活化处理技术，是采用双包膜方法，即将用偶联剂处理后的无机粉体，再用一种能与偶联剂发生化学反应的活化剂进行二次包膜处理。该技术的特点是：在使无机粉体与树脂之间形成较强结合力的同时，由于所用的二次包膜活化剂的结构特征，可以在无机粒子表面形成一层弹性膜，当复合材料受到外力冲击时，由于弹性膜的缓冲作用，可使应力得以分散。所以采用该技术处理无机粉体所制得的复合材料具有显著的补强增韧功能。表3列出用不同表面活化处理方法而完全相同的加工工艺，制得的1250目重质碳酸钙填充母粒，填充相同牌号的P P，碳酸钙填充量为40 wt％的情况下，复合材料的力学性能。

无机粉体填充改性塑料在我国塑料工业的发展中发挥了十分重要的作用，尤其对石油资源贫乏的我国来说，今后将会发挥更大作用。正由于如此，业内人士和社会各阶层也就更要正确对待和评价无机粉体填充改性塑料。无机粉体毕竟不是高分子材料，与树脂相比是资源丰富的廉价原料，对填充改性塑料不能以纯塑料的标准去要求它，尽管在某些性能方面它可能比纯塑料好，但必须以牺牲其它性能为代价。降低成本，节约石油资源有利于环境保护是无机粉体填充改性塑料的最大优势，但它的综合性能肯定不如纯塑料好，只有正确认识这一点，才能使无机粉体填充改性塑料沿着正确方向健康快速发展。

2、无机粉体环保纸

一种常见的就是无机粉体环保纸无机粉体环保合成纸是以丰富的矿产资源碳酸钙为主要原料，高分子塑料和其他助剂为基材，经混合、塑炼、成膜、涂布等工艺加工成型，生产出一种可逆性循环利用的新型纸种。该新型纸种跳出了传统造纸用木质纤维为主要原料生产纸材的制造方法，是传统造纸的一种思维变革、技术变革和产业变革。新型纸种与传统造纸对比，其不消耗木材资源，有利于生态保护；无废气、废水、废渣排放；产品耐折、耐撕、防水、防霉、防虫蛀、易于印刷，具有卓越的综合性能；产品主要原料为石灰石加工后的重质碳酸钙或者轻质碳酸钙，我国是石灰岩矿储量大国，原料资源丰富。

无机粉体环保纸比普通包装塑料抗拉强度大，且无毒、可降解、成本低、开发成环保纸袋产品，可全面替代现有塑料包装袋，并可以从根本上解决塑料包装袋白色污染的问题。目前，世界上生产包装塑料袋的产量1亿吨，我国消耗量约600万吨。无机粉体环保合成纸以其低廉的价格低于传统纸张15-30%，对现有办公文化纸将形成强有力的竞争优势，部分替代现有办公文化用纸。目前，我国办公文化用纸量已突破440万吨。产品印刷用纸部分替代现有办公用纸市场前景看好。

四、二氧化钛光催化

随着工业社会的发展和人口的增加，人类本己有限的水资源受到日益严重的污染，水污染成为当今社会的严重问题。而近年来逐渐发展起来的光催化氧化技术为治理水源的有机物污染提供了一条新的途径。纳米Ti02是目前应用最为广泛的一种光催化剂，具有着以下优点：对光的吸收率较高；化学稳定性良好；氧化还原能力强，有较高的光催化活性；对很多有机污染物有较强的吸附作用；造价低廉，无毒无害。

二氧化钛，俗称钛白，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。纳米二氧化钛是目前应用最为广泛的一种纳米材料，其具有的透明性、紫外线吸收性以及熔点低、磁性强、热导性能等特征，使其在化妆品、塑料、涂料、精细陶瓷及催化剂等众多领域都有重要的应用。光催化氧化的机理主要是自由基反应，而体系产生的活性中间体H202则是形成自由基的重要引发剂。在紫外光结合氧化剂对有机污染物进行氧化降解的过程中，在多数情况下主要是利用了羟基自由基的产生及其一系列的反应。在超微细二氧化钛、水和空气的体系中，把分散在溶液中的每一颗二氧化钛半导体微粒近似地看成是一个小型的短路的光电化学电池，当用能量大于能带隙的光，尤其是紫外线的光照射时，二氧化钛超微粒子吸收光而自行分解出自由移动的带负电的电子(e．)和带正电的空穴(h+)，形成电子一空穴对，吸附溶解在二氧化钛表面的氧俘获电子形成·02，而空穴则将吸附在二氧化钛表面的OH和H2O氧化成·OH。新生成的这两种自由基具有很强的化学活性，特别是原子氧能与多数有机物发生氧化反应，因而能有效分解水中多种有机物质，使水中的有机污染物彻底氧化降解为CO2和H2O：同时还可以氧化细菌内的有机物，从而杀死细菌；还能氧化有毒的无机物，使之在短时期内失去毒性。

研究发现，纳米二氧化钛光催化剂催化活性的高低取决于纳米粒子的粒径和晶型。纳米二氧化钛主要有3种晶型：板钛矿、金红石和锐钛矿三种晶型。研究表明，板钛矿型二氧化钛无光催化活性，金红石型二氧化钛仅有微弱的光催化活性，锐钛矿型二氧化钛的光催化活性最耐71。然而，粉末状纳米二氧化钛催化剂在使用过程中存在着易失活、易凝聚和难回收等弱点，人们尝试将二氧化钛粉末固定在某一载体上，制备了负载型的二氧化钛光催化剂。目前，光催化剂载体主要有两大类：无机载体和有机载体。无机载体主要是以含硅物质为基质，具有极好的耐热性能和化学稳定性，在烧结过程中基质与催化剂颗粒间会产生较强的粘结力。在有机材料上固载二氧化钛存在着一定的困难，因为大多数有机质本身不耐光催化剂的强氧化反应。

至今，已发现有3000多种难降解的有机化合物可以在紫外线的照射下被二氧化钛降解。特别是当水中有机污染物用其他方法很难降解时，这种技术有着明显的优势。

1、处理受染料工业污染的源水：受染料业污染的水中含有苯环、胺基、偶氮基等致癌物质，常规方法处理水溶性染料的降解效率通常很低。研究发现，用TiO2／Sich体素能够很迅速地降解R．6G染料，而且可以破坏染料分子中的芳香基团，达到完全降解的目的。另有报道称，对于电镀、制革和印染行业废水中的常见污染组分Cr(VI)，采用P25 Ti02作为光催化剂，在苯酚、葡萄糖等有机物存在的情况下，能有效地促进其光催化还原，达到C“VD完全被去除的效果。为便于工业应用，把表面涂覆有纳米二氧化钛膜的玻璃填料充于玻璃反应器内，通过潜水泵使微污染水在反应器内循环进行光催化氧化处理。由于纳米二氧化钛具有巨大的比表面积，与水中有机物接触更为充分，可将它们最大限度地吸附在其表面，迅速将有机物分解为CO2和H2O，处理效果优于生物处理和悬浮光催化氧化处理，COD除去率和脱色率均较高。催化剂再生后能连续使用对二氧化钛对三苯基甲烷等染料的光催化降解研究发现除二氧化钛的晶型外，pH值、催化剂浓度及有无氧化剂的存在等因素对降解速率都有一定的影响的研究表明，有二氧化钛涂层的碳粉对亚甲兰在紫外光下有较高的光催化降解活性，而表面有碳涂层的二氧化钛则是很好的重油吸附剂，碳涂层吸附的重油在紫外光作用下被二氧化钛光催化降解，碳涂层本身也有催化降解作用，而且它能够使二氧化钛在高温下保持高活性的锐钛矿晶型H81。方世杰、徐明霞和黄卫友等制备了10I吼左右的二氧化钛颗粒并把它制备为玻璃衬底薄膜进行紫外光光催化降解甲基橙的研究，发现催化剂用量、甲基橙初始量、pH值、光强度等对甲基橙脱色率都有影响。

2、处理受农药污染的源水：目前对有机磷农药污染水处理多用生化法，处理后废水中有机磷质量浓度仍较高。采用纳米二氧化钛、二氧化硅负载复合光催化剂，利用其高效吸附性及催化活性，能使有机磷农药在其表面迅速富集，随光照时间的延长，有机磷农药的光解率逐渐升高，实验发现，光照80miIl后，可使敌百虫完全降解，若加入微量Fe还可以大大提高COD的去除率及无机磷的回收率；还可将含氯有机物DDT中的氯完全脱除；实验结果表明纳米二氧化钛能将水中的a．(甲硫基)亚乙基氨甲基氨基甲酸酯、呋喃丹。b．甲基乙氧基)苯基氨基甲酸酯三种氨基甲酸酯类化合物在一小时内均能被完全降解为无毒的N吖、NO3’和其它无机离子；浙江林学院的罗锡平等人亦发现采用溶胶．凝胶．浸渍法制备的纳米改性竹炭新材料，对有毒、难生物降解的二氯苯酚溶液在碱性条件下降解率可达到96．4％，在中性条件下虽然降解率仅为61．7％，但再生率为96．3％，表现出良好的再生性能。l研究了在紫外光作用下二氧化钛对水溶液中草类成分的降解情况，发现二氧化钛的存在对降解的起始速率及转化的完全性影响较大，还发现在高pH值下能够在3小时内彻底降解。何建波和张鑫发现二氧化钛的晶相比例取决于热处理温度，当锐钛型与金红石比例为7：3时，紫外光光催化率最耐261。徐悦华和古国榜等研究了纳米二氧化钛紫外光光催化降解有机磷农药甲胺磷，通过实验测定说明纳米二氧化钛光催化降解甲胺磷是可行的(在紫外光下)，实际应用的有机磷农药也可以用光催化降解。

3、处理含氯代有机物的源水：日本东京大学野口真用纳米二氧化钛光催化剂与臭氧联合进行水的净化处理。在模拟水处理实验中，以质量浓度为16m∥L的三氯酚的水溶液，分别采用纳米二氧化钛光催化剂与臭氧联合，单独用光催化剂纳米二氧化钛和单独用三种方法对其进行处理。纳米二氧化钛光催化剂与臭氧联合处理2h后，三氯酚的残留质量浓度已为零，效果相当明显。用内表面涂覆纳米二氧化钛光催化剂的陶瓷圆管处理质量浓度为5．5m∥L苯酚和三氯乙烯水溶液的实验表明，苯酚在1．5h后完全分解，三氯乙烯也在2h内完全分解。

4、处理含表面活性剂的源水：生活污水中含有表面活性剂，易产生异味和泡沫。

非离子型和阳离子型表面活性剂会产生有毒或者不溶解的中间体。采用纳米二氧化钛光催化分解表面活性剂已取得较好效果。虽然表面活性剂中的链烷烃部分采用光催化降解反应还较难完全氧化成CO2，但由于苯环被破坏，其毒性大为降低，生成长链烷烃副产物对环境的危害明显减小。

5、处理受污染的地下水源：工农业排放废水渗入地下水中的有机物含量增加，这些有机物易与水处理过程中的氯反应生成致癌性的三卤化物(THM)。据报道，二氧化钛膜能脱除水中97％的有机卤素化合物，总有机碳(TOC)含量可降低90％以上，并能减少盐分、硬度、重金属和其他污染物，降低颜色深度，脱除大量的可溶性有机物质，减少形成THM的前体物。

6、处理含油污染的源水：对于不溶于且漂浮于水面上的油类污染物的处理，也是近年来人们很关注的一个课题。含油废水中所含的脂肪烃、多环芳烃、有机酸类、酚类等有机物很难降解，使用纳米二氧化钛利用其光催化解功能，可迅速降解这些有机物。但由于二氧化钛的密度远大于水，二氧化钛颗粒将沉于水底，起不到光催化剂的作用。为使二氧化钛漂在水面，需要将二氧化钛负载在一种载体上，这种载体的密度要远小于水，与二氧化钛附着良好，且不能被二氧化钛光催化氧化。常用的载体有空心玻璃、陶瓷、活性炭等以空心玻璃球为载体，用浸涂一热处理法制备了漂浮在水面的二氧化钛，并以辛烷为石油中烷烃的代表，研究了水面油污染物的光催化分解，光照1h，降解率达到90％以上。他们还研究了二氧化钛在空心陶瓷微球上的固定化，实验表明辛烷的降解率在90％以上。万里平等利用改性膨润土负载．TiO2.A&O制备的复合催化剂，能较好地利用自然光实现对油田不同作业废水的预处理，对于处理川中矿区角53井钻井废水和南阳油田探23井压裂废水，在最佳条件下，其COD去除率分别可分别达到70．3％和57．o％。则使用浸泡、热处理的方法在空心玻璃球表面负载二氧化钛薄膜，制成可飘浮在水面的二氧化钛光催化剂，经1h光照能降解辛烷90％以上。

由此可见二氧化钛粉体在环抱中的应用相当广泛且起着重要的作用。

结语：由以上应用可见处理环境问题将在许多方面应用到粉体技术，粉体技术的发展将为环境问题的治理找到更多有效的方法，粉体技术的发展和环境治理技术的发展相辅相成。我们相信：不断完善、充实的粉体技术应用到环境工程学科中来，必将推动环境工程的发展；反过来又为粉体技术的发展应用奠定坚实的基础，也必将拓宽粉体技术的应用领域。同时被称之为2l世纪前沿科学的纳米技术将对环境保护产生深远的影响，有着广泛的应用前景，甚至会改变人们的传统环保观念，利用纳米技术解决污染问题将成为未来环境保护发展的必然趋势。

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粉体材料科学与工程专业 第6篇

专业简介

学科：工学

门类：材料类

专业名称：粉体材料科学与工程专业

粉体材料科学与工程专业主要培养从事新型高新能新材料科学研究、技术开发，工艺设计，材料加工制备、性能检测和生产经营管理的高级专门人才，涉及的学科知识和产业背景包括纳米技术、精细陶瓷、金属与合金材料、高分子材料，航天航空材料、舰船材料、高温合金、硬质合金、医用生物材料、能源材料、磁性材料、隐身吸波材料、环境过滤材料等其它功能材料。

主要课程：物理冶金基础、粉体工程、粉体固结原理与技术、纳米材料学等。

修业年限：4年。

授予学位：工学学士学位。

专业就业状况

毕业生可到科研院(所)、高等院校、国防军工及其他产业部门从事纳米材料、信息材料、生物材料、军用新材料等新型粉体材料的科研、设计、开发、生产、教学、管理等工作。

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