一种起爆器含能粉体材料自动装填系统
Journal of Aerospace Science and Technology 国际航空航天科学, 2019, 7(3), 80-85
Published Online September 2019 in Hans. https://https://www.docsj.com/doc/7611093241.html,/journal/jast
https://https://www.docsj.com/doc/7611093241.html,/10.12677/jast.2019.73010
A System for Automatically Filling Energetic
Powder Material in Exploder
Zhe Zhao, Du Gong, Hong Yang, Yong Lu, Mo Zhou, Hao Zhou
Chuan Nan Machinery Plant of China Aerospace Science and Technology Corporation, Luzhou Sichuan
Received: Aug. 27th, 2019; accepted: Sep. 12th, 2019; published: Sep. 19th, 2019
Abstract
In order to meet the requirement of automatization of the loading process of explosive Energetic powdery materials, an automatic loading system of explosive materials containing energy was de-veloped. The control system was developed by means of centralized control in different levels and the key structures of continuous upper and lower material, mould cycle and automatic pressure ex-plosive were successfully produced. The system had been applied to engineering, which could meet the requirements of the loading performance of the powdery materials containing energy of the detonator, effectively save human cost, significantly improve the safety control level of the loading process of powdery materials containing energy, and have a broad promotion prospect.
Keywords
Energetic Powdery Materials, Automatic Filling, Line Layout
一种起爆器含能粉体材料自动装填系统
赵哲，龚读，杨宏，陆勇，周末，周浩
四川航天川南火工技术有限公司，四川泸州
收稿日期：2019年8月27日；录用日期：2019年9月12日；发布日期：2019年9月19日
摘要
针对起爆器含能粉体材料装填过程的自动化需求，开发了一套含能粉体材料自动装填系统。设计了系统工作原理及组成模块，采用了分级集中控制的方式开发了控制系统，设计并实现了连续上下料、模具循环以及自动压药等关键结构。该系统已实现工程化应用，能够满足起爆器含能粉体材料装填性能要求，有效节约了人力成本，显著提升了含能粉体材料装填过程的安全控制水平，具备广阔的推广前景。
赵哲 等
关键词
含能粉体材料，自动装填，线式布局
Copyright ? 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).
https://www.docsj.com/doc/7611093241.html,/licenses/by/4.0/
1. 引言
起爆器是一种作为初始起爆源的航天火工装置，其内部容腔填充含能粉体材料作为能量物质，工作时利用电流使容腔内的电阻元件迅速发热，引燃与其接触的含能粉体实现换能，输出高温高压燃气或爆轰波，完成预定功能[1]。
起爆器内部所填充的含能粉体材料一般为起爆药、烟火药和猛炸药等火工药剂[2]，药剂装填在直径2 mm~8 mm 的小容腔内，装填时需要通过加压达到一定的装填密度，以保证其发火性能。目前的装填过程均由人工来完成，操作人员手持装药容器将药剂通过漏斗状导向模具倒入起爆器壳体内部的装药容腔，然后放入压力机进行加压。在目前的装配过程中，操作人员直接与火工药剂接触，人机隔离程度低，存在较大的安全风险，特别是起爆药等火工药剂对静电、摩擦及撞击刺激非常敏感，人工操作不当容易引起药剂爆炸，威胁到操作人员人身安全。设计开发自动装填装置代替人工操作进行含能粉体材料的装填，是实现人机隔离解决上述安全风险的有效手段，对提高生产效率和过程安全性均有重要意义[3]。
目前在兵工和民爆领域已开展过多种含能粉体材料自动装填系统的研究，特别是在枪弹发射药和雷管炸药自动装填方面开发出了较为成熟的技术装备，并已实现工程化应用[4]。对于航天用起爆器，由于其装药容腔小、装药量精度要求高、工艺控制过程复杂，存在一定的技术障碍，尚无相关技术实现研究应用[5]。
2. 工作原理及系统组成
根据起爆器含能粉体材料装填的功能需求，设计的系统工作原理如图1所示。起爆器壳体上料后首先装入导向模具，然后将含能粉体通过导向模具倒入壳体内部，再通过加压装置进行压装，使得药剂粉体达到一定的装填密度，最终将模具卸下，完成整套装填流程。
Figure 1. System operating principle
图1. 系统工作原理
Open Access
赵哲等
起爆器含能粉体材料自动装填系统以机械执行机构为主体，以线式布局执行上述装填流程，系统由上下料模块、装模模块、装药模块、压药模块和退模模块组成，如图2所示。上下料模块的主要功能是起爆器壳体的自动上下料以及壳体标识的扫码识别；装模模块的主要功能是导向模具的自动定位和装配；
装药模块的主要功能是药剂容器的自动拾取和药剂的自动装填；压药模块的主要功能是药剂的自动加压以及定位；退模模块的主要功能是压杆和导向模具的自动卸模。各模块依次布局在步进式传输线上，独立并行工作，但由于各项执行动作的节拍不一致，未充分发挥各执行器的生产效能，在模块设置时对执行器位置进行了调整，并在模块之间设置了流转等待工位以均衡节拍。
Figure 2. System composition
图2.系统组成
3. 关键技术研究
起爆器的装药量范围一般为10 mg~60 mg，精度要求为±1 mg以内。在自动装填系统的工作流程中，药剂先按目标重量分量后再逐份装填。在试验过程中，药剂粉体会在装药容器或模具中粘附，造成实际装药量的损失，甚至超出公差范围，影响装填质量。因此针对该问题进行了研究，以制定可靠的装药精度保障措施。
按照自动装填流程采用相应的装药容器和模具对实际装药量的损失进行量化验证，通过装药前后壳体重量的称量计算实际装药量，进一步计算出损失量。以某型起爆药为研究对象，在30个样本的小批量试验中，装药量超差率为63%，装药量损失在1.2 mg~2.7 mg范围内，平均装药量损失为1.6 mg。根据人工生产操作的经验，对于药剂的粘附损失问题，主要有吸湿和静电两项潜在的影响因素，首先采取了控制措施对这两项因素进行了验证。
对于药剂吸湿因素的验证，通过在装填之前进行烘干处理来实现。以最高安全烘干温度60℃为试验条件，按照烘干时间制定了1个对照组和12个试验组，每组3个样本，试验结果如图3所示。试验表明，吸湿因素对装药量损失有显著影响，通过烘干处理可降低装药量损失，60℃烘干2 h可作为优选控制参数。
对于药剂静电因素影响的验证，通过在装填环境中增加离子风来实现。在离子风机送风条件下进行装药试验，通过30个样本的试验统计，装药量损失在0.7 mg~1.5 mg范围内,平均装药量损失为0.93 mg。
试验表明，静电因素对装药量损失有影响，通过离子风处理可降低装药量损失。
赵哲等
Figure 3. The test results of hygroscopic factors
图3.吸湿因素影响试验结果
以上两项控制措施仍不能使装药量的损失降低到可忽略水平，拟增加振动措施使装药容器和模具中的药剂尽可能地落入装药容腔中，针对该方法进行了研究验证。通过振动试验台施加振动，按振动频率制定了1个对照组和10个试验组，每组3个样本，试验结果如图4所示。试验表明，增加振动措施可有效降低装药量损失，但振动频率存在适用范围，5 Hz~20 Hz范围内的振动有效，10 Hz可作为优选控制参数。
Figure 4. The test results of vibration measures
图4.振动措施影响试验结果
应用各项控制措施，在60℃烘干2 h、10 Hz振动以及离子风处理条件下，通过30个样本的小批量试验统计，装药量超差率为0，装药量损失在0~0.2 mg范围内，平均装药量损失为0.1 mg。试验表明，各项措施的综合应用可将装药量损失控制在0.2 mg以下。基于该试验结论，将药剂分量的控制范围缩小，误差控制在(?0.8~1) mg范围内，可以保障装药量满足精度要求，相关措施及控制参数可应用于自动装填系统的开发。
4. 控制系统设计及实现
起爆器含能粉体材料自动装填系统要实现机器人、压机、各项直线模组以及各类执行气缸的的动作控制，以及相机、压力传感器、接近开关、光电开关等采集器的数据通讯，应用到的执行器及采集器达80余个。为适应大量的控制及通讯需求，采用了分级集中控制的方式，除了使用PLC进行执行控制外，还开发了上位机系统进行数据处理及状态监控，如图5所示。
系统最底层为执行层，由多种执行器和采集器接收上层触发信号，执行相应功能并反馈信号或数据，具体包括上下料机器人、装模定位模组、拾取气爪、装药机器人、压药伺服压机、卸模定位模组、模具定位接近开关、相机以及扫码器等。
赵哲等
Figure 5. Control system
图5.控制系统
系统中间层为控制层，为兼容各类执行器的控制需求，充分保障系统的稳定性及可拓展性，采用PLC 控制器，并应用了I/O拓展及模拟量拓展模块。为适应系统各执行模块的并行工作需求，根据触发及反馈情况进行了联动控制。
系统最上层为监控层，为满足系统工作过程中压力、时间、状态照片等多项数据的记录处理需求，在工控机操作系统上开发了上位机控制软件，实时获取设备运行数据，将采集的产品序号、压力曲线、加压位置、保持时间等数据进行整理分析，并形成记录报表，保证生产过程的可追溯性。使用上位机软件还可体现出与更上层的数据平台的通讯优势，通过以太网使用WebService、Socket等常用的网络通讯技术，便能够与企业级MES等管理系统进行数据传递[6]。
5. 关键结构设计及实现
为了适应起爆器壳体在药剂自动装填过程中的连续上下料需求，实现无人化生产，系统在上下料模块采用托盘整垛上料、机器人逐个抓取的方式。如图6所示，整垛装有壳体的托盘来料后装入托盘上料位置，由机器人利用气爪将壳体抓起上料，整盘壳体抓取完后，利用锁紧平移机构将空盘移到下料位置码垛。壳体在装药完成后同样通过机器人抓取放入托盘中，当一个空盘摆满盘后，利用升降机构将该盘下移，平移机构将上料位的空盘叠放到上面，实现连续运转，该方式可实现600个以上壳体的连续上下料。
Figure 6. The mechanism of continuous feeding and discharging
图6.连续上下料机构
为实现药剂装填过程中起爆器壳体的连续流转，各项定位及导向模具需要循环利用，起爆器壳体的定位底座固定在传输线上，在药剂装填完成后，压杆和导向模具会被依次取下，通过柔性传输线流转回安装工位，实现系统内循环使用。为适应模具的清理和更换需求，在流转过程中设置了压杆和导向模具的清理工位，并且兼容了人工和设备清理两种方式，实现了不间断在线清理和更换。
赵哲 等
为保障药剂的装填密度，采用高精度伺服压药装置将壳体里面的药剂进行压实，压药结构主要由伺服压药机构、定位机构、位移测量机构、浮药处理机构等零部件组成。其工作过程为：传感器检测到起爆器壳体到位后，伺服压药装置下行，其上的定位装置首先接触模具进行定位；压药杆继续下行压药，同时发讯杆对位移传感器发讯测量；当压药杆运行到下限位置或达到设定力时，停止压药并开始保压；当达到保压时间后，伺服压药装置复位，压药杆缩回；上位机对压力和位移进行记录分析，形成压力曲线。
6. 应用效果
起爆器药剂装填性能一般通过起爆试验时的起爆压力峰值和及其获取时间这两项关键指标进行判定
[7]。在某批利用本系统进行药剂自动装填的起爆器中，抽取了20份样本进行了起爆试验，其压力峰值标准范围为(28~32) MPa ，峰值获取时间标准范围为起爆信号发出后(2.5~4.2) ms ，试验结果如图7所示，样本数据均落在标准范围内，药剂装填性能满足标准要求。
Figure 7. The test results of firing
图7. 起爆试验结果
目前该系统已实现工程化应用，在实际应用过程中，各批次起爆器均通过相关指标验收，系统在节约人力基础上的生产效率能够达到120份/h ，经济效益显著。同时该系统脱离了人工操作，从本质上实现了人机隔离生产。
7. 结论
通过装药量精度控制关键技术的研究，采用药剂烘干、离子风除静电及振动装药处理的措施，能够有效解决装药量损失问题，结合控制系统及关键机构的设计实现，起爆器含能粉体材料自动装填系统得以完成开发。试验及应用结果表明，该系统能够满足起爆器含能粉体材料装填性能要求，并且得益于自动化手段的实现，能够有效节约人力成本，显著提升含能粉体材料装填过程的安全控制水平，具备广阔的应用前景。
参考文献
[1] 刘竹生. 航天火工装置[M]. 北京: 中国宇航出版社, 2012.
[2] 夏建才. 火工品制造[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2009.
[3] 朱连军. 探究火工品药剂自动压药工艺的关键技术[J]. 化工管理, 2018(4): 202-203.
[4] 肖静, 王国英, 赵凯. 转台式物流在成组式火工品装配中的应用[J]. 兵工自动化, 2017, 36(7): 41-43.
[5] 刘洋, 徐志刚, 郭立新. 一种新型多工位分步自动装压药系统设计[J]. 火工品, 2017(3): 57-60.
[6] 严尚贤, 朱全松, 王雪晶. 火工品自动称装药技术控制系统设计与实现[J]. 兵工自动化, 2017, 36(3): 97-100.
[7] 叶迎华. 火工品技术[M]. 北京: 北京理工大学出版社
, 2007.
粉体材料科学与工程培养方案
粉体材料科学与工程培养方案 一、专业简介 粉体材料科学与工程”专业依托“材料科学与工程”一级国家重点学科建设，设有博士点、博士后科研流动站，是国家特色专业和国家本科质量工程重点建设专业，是首批国家“卓越工程师”专业。本专业涉及金属或化合物粉末的制备、并以此为原料制备先进材料，研究材料成分、制备工艺、组织结构和性能之间相互关系，以满足航空航天、新能源技术、生物技术、微电子、汽车工业、国防军工等领域对关键新材料的迫切需求。本专业培养具有坚实的专业理论基础以及材料科学知识、较强的新材料研发能力和创新能力的粉末冶金技术高级专门人才。 二、培养目标 本专业秉承“厚基础、宽专业、高素质、强能力”的人才标准，培养政治思想正确、具有高度的社会责任感、优良的科学文化素养和创新精神、坚实的专业基础、较强的工程实践和工程创新能力、组织和管理能力以及良好国际化视野的高层次、复合型人才。能在材料科学与工程领域，特别是在粉末冶金基础理论、粉末冶金材料（如难熔金属与硬质合金、磁性材料、摩擦减磨材料、粉末高温合金、特种陶瓷材料、电工电子材料）等研究和制造领域从事科学研究与技术开发、工艺设计、材料加工制备、性能检测和生产经营管理、具有国际竞争力的高级专门人才。学生毕业后可在高等院校、科研院所和高新技术企业等从事教学、科研、生产、新材料与材料制备新技术开发以及相关管理方面的工作。 三、培养要求 1、知识要求 拥有良好的人文与社会知识、学科基础知识、专业基础与专业知识。 ①人文与社会知识：掌握一定的哲学、政治学、法学、社会学、心理学等知识。掌握一定的经济、管理等知识，满足工程应用中管理和交流的需要。 ②外语及计算机知识：掌握一门外国语，能顺利地阅读和翻译专业外文技术资料，有较强的听说读写能力；了解计算机基本原理，掌握一种以上计算机语言，能熟练应用计算机解决本专业问题。 ③学科基础知识：掌握材料科学与工程学科所需的数学、物理、化学等自然科学基础的知识
粉体工程习题及答案(解题要点)
粉体第2章作业题 1、证明：DnL·DLS=DnS2； DnL·DLS·DSV=DnV3 2、求：边长为a的正方形和正三角形片状颗粒的Feret径。 3、求边长为m的正方形片状颗粒的Martin径。 4、求底面直径为10，直径：高度=1：1的圆柱形颗粒的球形度。 5、用安德烈移液管测得某火力发电厂废气除尘装置所收集的二种烟灰的粒度分布情况如下表。 若服从R―R分布，试求：（1）分布特征参数De和n；（2）二种粉体何者更细？何者粒度分布更集中？ 第3章粉体的填充与堆积特性作业题 1、将粒度为D1＞D2＞D3的三级颗粒混合堆积在一起，假定大颗粒的间隙恰被次一级颗粒所充满，各级颗粒的空隙率分别为ε1=0.42，ε2=0.40，ε3=0.36，密度均为2780kg/m3。试求： （1）混合料的空隙率； （2）混合料的容积密度； （3）各级物料的质量配合比。 2、根据下表数据，按最密填充原理确定混凝土中砂子的粒径及各组分的配合比，并计算混凝土混合物的最大表观密度和最小空隙率。（已知：D碎石/D砂=D砂/D水泥） 粒径/mm 空隙率/% 密度/kg/m3 物料名称 碎石D1=32 48 2500 砂子D2 42 2650 水泥D3=0.025 50 3100 3、根据容积密度、填充率和空隙率的定义，说明： （1）；（2）；（3） 4、某粉体的比重为m，在一定条件下堆积的容积密度为其真密度的60%，试求其堆积空隙率。 5、某粉料100kg，在一定堆积状态下，其表观体积为0.05m3。求：该粉体的堆积密度、填充率和空隙率。（ρP=2800kg/m3） 6、已知：粉料（ρP=2700kg/m3）成球后ε=0.33，并测得料球含水量为13%（以单位质量干粉料计），试求料球的空隙饱和度ψs。 第4章作业题
功能粉体材料作业
微纳粉末制备中的晶体结构控制 谌伟学号123511026 摘要：具有特殊形貌和尺寸的无机纳米/微米粉末的可控合成已成为现代材料合成和纳米器件制造过程中一个研究热点本，本文分析了研究晶体宏观形貌与内部结构关系的几种主要理论，分别从晶核的形成和长大，以及其影响因素与结晶模式，分析了粉末制备中控制晶体结构的机理。 关键词：微纳粉末；晶体结构；晶体习性；结晶控制 晶体形态的变化，受内部结构和外部生长环境的控制。晶体形态是其成份和内部结构的外在反映，一定成份和内部结构的晶体具有一定的形态特征，因而晶体外形在一定程度上反映了其内部结构特征。外部生长条件的变化通过内部结构影响晶体的形态，晶体形态随外界条件的变化而发生规律性的变化，因此可以通过晶体的外形特征来认识、掌握晶体的生长条件。在晶形分析过程中，内部结构对晶形的控制是基础，通过晶体结构特征对晶体形态作出比较准确的分析和推断，是进一步研究晶体形态与生长条件关系的前提。结晶学是研究晶体的生长、外部形貌、内部构造、化学组成、物理性质、人工制造和破坏以及它们之间关系的一门经典自然科学。结晶学是岩石学、矿物学、地质学和药物学等许多学科的基础，也是材料科学的重要基础科学之一。无论是材料制品的研究、生产制造还是实际应用，都离不开结晶学理论知识的指导。 1晶核的形成 任何晶体的生长都有晶核形成和晶核长大两个阶段，二者受不同因素控制。前一阶段热力学条件起着决定性作用，后一阶段主要受动力学条件控制。晶体的生长是一个相变过程，晶核的形成就是相变的开始。一个体系内能否形成晶核取决于相变进行的方向，而晶核的长大则取决于相变进行的限度。从热力学理论可知，只有在体系的相变驱动力足够大时，相变才能自发地进行，即自发进行的过程是在吉布斯自由能减小而相变驱动力增到足够大的过程。 （1）均匀成核作用：在均匀的没有相界面存在的体系内，自发地发生相变而形成晶核的作用，称为均匀成核作用。所谓均匀成核只是统计性的宏观看法。实际上体系内的某个局部在某瞬间总是存在着偏离平衡态的组成密度起伏或热起伏的。原始态的原子和分子有可能聚集在一起形成新相的质点集团，这种质点
材料科学与工程网址大全
中国材料研究学会 国际材料研究学会联合会成员，中国材料科学与工程领域国家级学会。https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 中国硅酸盐学会 https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 中国颗粒学会 含学会建设，学会会员，学会活动，科学普及。 https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 中国科学院纳米科技网 从事纳米科技研究、开发的研究单位。 https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 纳米科技基础数据库 中科院数据库网站，提供国内外纳米科技基础数据研究信息的平台。https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 纳米科技网 含纳米新闻、纳米科技、纳米论坛、纳米产业等内容。https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 纳米科技网 介绍纳米科技。 https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 电子材料大市场 含电子材料新闻、资讯、科技、论文、产业等内容。 https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 浙江纳米 提供纳米行业信息、科研发展动态。 https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 中国超硬材料网 介绍人造金刚石原料、人造金刚石及其制品的行业信息。 https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 中国电子材料网 提供信息产业基础产品及材料信息。 https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 中国粉体工业信息网 介绍超细粉体研究、动态信息与工程技术开发。 https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 中国功能材料网 主要报导中国功能材料领域的现状、动态与信息。 https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 材料复合新技术信息门户 提供材料学科的各类文献资源以及导航。 https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 材料与测试网 提供材料与测试领域的信息服务。
https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 纳米数据中心 提供纳米科研成果信息、资源,查询、学术交流的平台。 https://www.docsj.com/doc/7611093241.html, 奈米科学网
粉体气力输送工艺的相关问题
粉体气力输送工艺的相关问题 张晓翔1003012001 10级粉体2班摘要：随着颗粒流体力学理论研究的不断深入和多相流技术的发展，气力输送技术越来越多的别广泛适用于众多行业的干燥粉状物料的输送。与机械输送方式相比，气力输送具有适应范围广、布置灵活、对环境无污染、占地面积小、维修简单等突出的优势。另外气力输送能力强、输送距离长，可满足物料的大规模、超长距离输送等要求。 关键词：粉体气力输送工艺 正文：一、气力输送系统 一套气力输送系统由四个明显的区域组成，每个部分均需仔细匹配的特殊设备用以获得成功的输送系统。这些区域包括： （a）供应输送气体的原动力机械； （b）将物料喂入管道并于输送气体混合的装置； （c）输送区域； （d）气固分离区域； 种类广泛的压缩机、通风机和鼓风机可用于输送气体的供应。原动力机械通常是气力输送系统的投资和运行费用中最昂贵的单体设备。有关气力输送系统的设计需要确认所需气体流量和压力，是正压还是负压，保证输送的可靠和有效。为了确保有效的设计，有必要了解管道内流动的压缩空气基本原理，连同一些特殊设备要求，比如气体干机、冷却机、滤油器等。 气力输送时，物料和输送气体的状态较为关键。输送系统问题的产生主要是由于喂料装置特性和原动力机械与（或）管道输送特性之间的不匹配而引起的，。将物料伟如管道的主要问题在于喂料装置通常面临管道与储料仓之间存在压差。它们均能连续运行，并能控制物料进入管道的流量。用来将物料导入真空气力输送系统。
传统的旋转喂料器适用于喂料仓与管道间的最高压差在80Kpa或100Kpa时的场合（取决于阀体的设计）。旋转喂料器的主要问题是由于阀体的空气泄漏而导致物料难以填充转资格腔。正确的下料装置能防止这些问题，同时也要看处理物料的料性。为给定的产量选择合适尺寸的旋转喂料器是最基本的，不合适尺寸的旋转喂料器会引起气体泄漏从而导致下料困难并使管道内气体流动不稳定。新式的旋转喂料器能够承受300KPA的压力。这些阀特别适用于密相低速的输送场合。 文丘里喂料器的压力在喉部是降低的，连同重力在一起。促使物料进入输送管道。这种类型的喂料器仅仅适用于压力约为10—20kPag的低压供气。一些系统中的螺旋喂料器能够用来连续喂料到压力上限为250kPag的输送管道。螺旋喂料器的动力要求是很高的，对某些物料的破碎也是一个问题。 许多用于正压系统的喂料装置同样适用于负压系统。一套负压系统独特的喂料装置是吸嘴，它有许多不同形式。对于细粉主要导入辅助空气稀释物料防止管道的堵塞。这些吸嘴是由同心管道组成的；内管用来输送气固混合体，外管确保粒子良好的带走。由于在物料粒子间有足够的空隙允许气体通过，粗糙的粒子就能够被常规的末端开口的吸嘴“拾起”。 当物料喂入管道时，它们基本处于静止状态，需要采用大动量的输送介质来提高物料速度。当物料的速度提升到最终或末端速度需要有一定的管道长度（通常是有足够长度的水平或垂直的直管段）。一旦加速，物料就进入由管道、弯头、变径管、换向器等组成的输送区域。管道材质的选择取决于诸如输送压力要求、物料磨损性和物料物理性质等因数。由于弯头引起流动方向的改变，故而物料通过弯头时候将会减速。弯头出口处有必要增设一再加速区域。 旋风分离器和袋式除尘器是普遍应用于管道末端气固分离的装置，它们通常安置于受料仓的顶部。这些设备能够连续操作。旋风分离器对于分离湿的或是无尘的粒料是很有必要的；纤维过滤系统对于分离含尘物料或细粉是必要的；而对于粒度分布较为宽广的物料来说，卸料到受料仓顶上安置的旋风分离器中并让含
《粉体科学与工程基础》教学大纲.doc
《粉体科学与工程基础》教学大纲 课程编号： 课程名称:粉体科学与工程基础/Fundamentals of Powder Science and Technology 学时/学分：32/2 （其中含实验0学时） 先修课程：无 适用专业：无机非金属材料工程 开课学院（部）、系（教研室）：材料学院无机非系粉体工程研究所 一、课程的性质与任务 本课程为无机非金属材料专业的专业必修课程，材料科学与工程专业的专业选修课. 通过本课程的学习，使材料科学与工程专业的学生能够系统地掌握“粉体科学与工程” 的基本理论和基础知识，从而能根据材料的性能要求，从粉体科学的角度，对粉状原材料的颗粒儿何特性和表面物理化学性质进行正确的表征和合理的设计；并为进一步学习粉体制备与处理工艺及装备技术奠定基础，使学生能从粉体过程工程的层面，掌握正确、合理地运用粉体材料制备工艺和装备技术的技能。通过本课程的学习，使学生获得： 颗粒几何特性与表征 颗粒的堆积结构与致密堆积 粉体力学与流变特性 颗粒流体力学 粉体的物理特性 粉体的表面物理化学性质 等方面的基本概念和基木理论，以及正确、合理地应用专业基础知识解决粉体过程工程实际问题的能力和科学方法，为后继专业课学习奠定必要专业基础知识。在传授专业基础知识的同时，通过各章节所学内容与生产中实际问题的关联介绍，培养学生对专业课程的学习兴趣。 二、课程的教学内容、基本要求及学时分配 （―）教学内容 1.颗粒的几何特性与表征 颗粒的大小与分布：粒径和粒度的概念；单颗粒的4种粒径表征方法：轴径，球当量径, 圆当量径，定向径；颗粒群平均粒径的概念；平均粒径的计算方法。 粒度分布：粒度分布的概念；粒度分布的4种表征方法：列表法，作图法，矩值法，函数法；函数法的4种粒度分布方程：正态分布方程，对数正态分布方程，Rosin-Rammler 分布方程，Gates-Gaud in-Schumann分布方程。 颗粒的形状：形状系数的概念，形状系数的表征方法，形状指数的概念，形状指数的表征方法。 颗粒形状的数学分析法：Fourier级数分析法；分数维法：分形与分数维的概念，分数维的计算，颗粒形状的分数维表征。 粉体比表面积：颗粒的表血性状；粉体比表面积的概念；粉体比表面积的计算：基于单颗粒或颗粒群平均粒径的比表面积计算，基于粉体粒度分布的比表面积计算，几种粒度分布方程的比表面
高分子材料中粉体表面改性的作用
超细粉体材料进行表面改性的作用分析 （上海汇精亚纳米新材料有限公司刘涛） （凤阳汇精纳米新材料科技有限公司） 高新技术的发展对材料的要求越来越高，而材料又是技术进步的关键和后盾。随着科技的发展，我们经常需要既能适应高温、高压、高硬度条件的材料，又具有能发光、导电、电磁、吸附等特殊性能的材料。因此，对材料特殊性能及品质要求的提高，为适应发展需要，人们不断地开发超微细粉体这一新兴填料体系。但由于超细粉体间普遍存在着范德华力（分子间作用力）、库仑力(静电力)，粉体的细化过程实质上是以粒子的内部结合力不断被破坏，体系总能量不断增加的过程。因此从热力学角度来看，超细粉体有自发凝聚的倾向，而且颗粒越细小，团聚越严重。因此如何使团聚解聚，使颗粒均匀分散成为超细粉体材料得到很好应用的首要问题。研究表明，影响超细粉体分散的主要原因是：1：液桥力（液体的表面张力）：当粉体受潮时，此力最大；2：范德华力；3：库仑力，不同电荷吸引力是粉体团聚的第三大因素。而对于超细粉体在高分子材料中的分散，一是常温下的分散混合，二是熔融状态下的分散混合，这两个过程都要求做到分散均匀。表面改性就是指在保持材料或制品原性能的前提下，赋予其表面新的性能，如生物相容性、抗静电性能、染色性能及良好的分散性能等。汇精公司粉体材料的表面改性产品就是用偶联剂及表面活性剂在粉体表面进行，其可以降低粉体表面能，提高相容性，阻止或减轻团聚体的形成，提高其分散性，并使得粉体在高分子材料中得到迅速、均匀的分散。若超细粉体不加任何处理就加入到高分子材料中去，材料与聚合物之间就会存在明显的界面，如果在基体树脂中存在的许多空洞，在外力作用下能承受外力的有效截面积减少，填充材料的力学性能就会变差。因此超细粉体在表面处理水份控制以及选择合适的表面改性剂是非常关键的。 上海汇精亚纳米新材料有限公司、凤阳汇精纳米新材料科技有限公司利用自身丰富粉体应用技术资源，采用专业的配方，使用SLG加热式连续性表面改性机对超细粉体材料进行表面改性处理，使得超细粉体材料在各行业的使用性能得到大大提升，更赋予它新的功能；使得超细粉体的各项性能得到更好的发挥，适应了时代发展的趋势需求。
粉体工程与设备
北方民族大学课程设计报告 院（部、中心）材料科学与工程学院 姓名王芳学号 专业材料科学与工程班级 082 同组人员王选、高稳成、闫晓展、代新、马海龙 课程名称粉体工程与设备 年产3000吨碳化硅微粉的生产线的项目名称 可行性研究报告 起止时间 2010-11-21至2009-12-3
成绩 指导教师王正粟祁利民 北方民族大学教务处制 录目 一、项目的目的和意义··············································二、工艺参数的计算··············································三、设备的选择依据··············································四、成本核算··············································五、效益分析··············································六、环境保护及措施··············································七、小节··············································八、参考文献··············································
一、目的及意义 碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过 电阻炉高温冶炼而成。 首先，其硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉，同时分解温度（2400℃）高、优良的化学稳定性，较强的韧性、良好的抗热震性、显著的电学性能和高导热性能等诸多优良特性，因而被广泛用磨具磨料、耐火材料、耐蚀材料、结构陶瓷等产品的生产原料，也可用作电热原器件、半导体器件等产品生产的原料。 其次，碳化硅微粉堆积密度高，耐磨能力强，硬度高，切削能力强，粒度分布集中并且均匀；具有耐高温,强度大,热膨胀系数小，导热性能良好,抗冲击,作高温间接加热材料.有四大应用领域：功能
顺天粉体输送设备高压仓泵气力输送系统
高压仓泵气力输送系统技术要求规范书 1气力输送系统要求 （1）系统采用正压浓相气力输送系统 本气力输送工程是采用栓流式输送，利用压缩空气的静压能将物料在管道内形成一段灰柱，推移至储料仓的过程，输送浓度高，输送压力低。 （2）采用软质密封的进料圆顶阀，系统稳定、可靠运行的保证 进料阀是整个系统的咽喉，它的可靠和稳定对整个系统起致关重要的作用，本进料阀是利用光滑坚硬的球面圆顶阀芯，与橡胶密封圈良好的紧密接触，以保证可靠的密封。进料阀在开关过程中，阀芯与阀体密封口处保持一定的间隙，使之可以无接触的运动。当阀门关闭时，密封圈充气实现弹性变形，这样的软质密封即使有粉煤灰夹在阀芯和密封圈之间，也可实现可靠的密封，减少磨损，延长阀门寿命。 （3）系统没有开泵压力，主要阀门使用寿命长 本系统输送时在进气之前打开出料阀，没有开泵压力，降低了输送初速度，减少了阀门的冲击和磨损，增加了阀门的使用寿命。 （4）系统输送压力低，流速低，管道和阀门几乎无磨损 系统输送压力低，气力输送时输送压力一般只需0.15Mpa，系统输送时流速为3~8m/s。保证系统管道和阀门不会产生磨损。 （5）系统运行维护量小 系统中进料阀密封圈应能保证完整密封性，不得产生泄漏现象。 （6）独特的灰气预混合技术 在输送气源打开的同时，在发送器出口设置灰气预混合，既保证了高浓度输送，又保证灰持续进入输灰管道，以保证较高的灰气比，可以使灰圆滑地过度到输送管道中，避免输送装置的磨损。 2主要设备说明： （1）进料圆顶阀 圆顶阀采用国外气力输送除灰专用阀门，该阀用作系统进出料阀，壳体采用精密铸钢件，阀芯采用 Cr-Mo钢，内有可充气的特种橡胶的密封圈，圆顶阀上已预先加工好连接隔离空气和电气控制的管路,装有到位开关,压力检测装置。 无摩擦启闭，开启自如，不易卡涩，由于在阀门开启时密封圈与阀芯间存在1-2mm间隙量,结构上独特设计可保证密封面在启闭过程中无摩擦损耗； 关闭后充气密封，密封圈在压缩空气作用下产生弹性变形，与阀芯紧密接触，其接合面呈带状，密封性能好； 独特阀芯结构，能够横向切断物料柱； 阀门开启时全截面通流，并保护圆顶密封面； 高温或特殊场合，采用不同材料的密封圈，具备内水冷功能； 自动监测密封气压并有报警功能，确保密封良好； 阀芯及密封圈应用耐磨材料制造，密封圈使用寿命不小于8000小时，阀芯使用寿命不小于40000小时; （2）库顶切换阀 库顶切换阀专用于灰库间输送管线切换用的阀门。该阀为两位三通阀,结构独特,阀芯两侧设有2个可充气密封圈,采用气缸驱动,当阀门关闭时，电磁阀延时对密封圈进行充气加压，并由压力开关确认密封是否正常。 无摩擦启闭，开启自如，在阀门开启时密封圈与阀芯间存在1-2mm间隙量,结构上独特设计,可保证密封面在启闭过程中无摩擦损耗；
粉体材料与工程专业培养计划(草稿)
粉体材料科学与工程专业培养计划 一、培养目标： 本专业培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，并具有较好的社会科学基础和一定的人文、艺术基础，具有创新精神和实践能力，获得工程师基本训练的高级工程技术专门人才。毕业生具备粉体材料工程领域的基础知识，系统掌握粉体材料科学与工程的基本理论、基本的实验技能和科学创新的研究方法的高级应用型人才。 二、培养规格与要求： 本专业人才应具有以下知识、能力和素质： 1、知识结构要求 工具性知识：外语、计算机及信息技术应用等方面的知识。 人文社会科学知识：哲学、思想道德、政治学、法学、心理学等方面的知识。 自然科学知识：数学、物理学、化学等方面的知识。 工程技术知识：工程图学、机械基础、电工电子学等方面的知识。 经济管理知识：经济学、管理学等方面的知识。 专业知识：了解粉体材料科学与工程领域的一般原理和专业知识；掌握粉体材料合成制备、加工、结构与性能测定及应用等方面的基础知识、基本原理和基本实验技能；熟悉国家关于粉体材料科学与工程研究、开发及相关的产业政策、国内外知识产权等方面的法律法规；了解粉体材料科学与工程专业的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及粉体材料科学与工程产业的发展状况；具有研究、改进粉体材料性能、开发、设计新材料的初步能力。 2、能力结构要求 获取知识的能力：具有良好的自学能力、表达能力、社交能力、计算机及信息技术应用能力。 应用知识能力：具有综合应用知识解决问题能力、综合实验能力、工程实践能力。 创新能力：具有创造性思维能力、创新实验能力、科技开发能力。 3、素质结构要求 思想道德素质：热爱祖国，拥护中国共产党的领导，树立科学的世界观、人生观和价值观；具有责任心和社会责任感；具有法律意识，自觉遵纪守法；热爱本专业、注重职业道德修养；具有诚信意识和团队精神。 文化素质：具有一定的文学艺术修养、人际沟通修养和现代意识。 专业素质：掌握科学思维方法和科学研究方法；具备求实创新意识和严谨的科学素养；具有一定的工程意识和效益意识。 身心素质：具有较好的身体素质和心理素质。 三、主干学科：材料科学与工程，化学工程与技术 四、核心课程： 马克思主义基本原理、高等数学、大学物理、物理实验、大学计算机基础、大学英语、工程图学、电工与电子技术、无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、纳米材料科学导论，材料科学基础、材料物理性能、材料研究与测试方法、粉体工程、材料合成与加工工程及热工过程及设备。 五、主要实践性教学环节： 基础实验、专业实验，机械制造（金工）实习、电工电子工艺实习、计算机上机、课程实习、创新设计、认识实习、生产实习、毕业实习、科技方法训练（工程设计训练）、毕业设计（毕业论文）等集中实践周共44周。 六、主要指标： 课内（普通教育和专业教育）总学时2496（其中实验232学时、上机120学时、听力64学时），集中实践环节共44周；普通教育和专业教育总计200学分，综合教育40学分。 七、学制：四年 八、授予学位：工学学士
材料科学与工程基础实验讲义全
华南农业大学材料与能源学院 现代材料科学与工程基础实验讲义 供材料科学专业本科生使用 胡航 2016-02-30
实验一 金属纳米颗粒的化学法制备 一、实验容与目的 1. 了解并掌握金属纳米颗粒的化学法制备过程并制备Au 或Ag 纳米颗粒。 2. 了解金属纳米颗粒的光学特征。 二、实验原理概述 化学制备法是制备金属纳米微粒的一种重要方法，在基础研究和实际应用中被广泛采用。贵金属纳米颗粒的化学法制备主要有溶胶凝胶法、电镀法、氧化还原法等。其中氧化还原法又包括热分解和辐照分解等。贵金属纳米颗粒具有广泛的应用，如生物医学领域的杀菌，物理化学领域的催化等。本实验以金胶为例介绍交替法制备贵金属纳米颗粒，并以硝酸银在烷基胺中的热分解为例介绍表面活性剂中氧化还原法制备贵金属纳米颗粒。 1. 胶体金属（Au 、Ag ）的成核与生长 总的来说，化学法制备金属纳米粒子都是让还原剂提供电子给溶液中带正电荷的金属离子形成金属原子。如，对于制备胶体金，如果采用柠檬酸三钠作为还原剂，其反应过程如下： 2H O -42223222222Δ HAuCl + HOC(CH )(CO )Au +Cl +CO +HCO H+CO(CH )(CO )+......??→粒子 2. 硝酸银热分解法制备银纳米粒子 热分解法制备金属纳米颗粒原理简单，实验过程易操作。对制备数纳米到数十纳米尺寸围的纳米颗粒有较大优势。硝酸银在烷基胺中加热搅拌可形成澄清透明溶液。温度上升到150~200 °C 时，溶液颜色由浅色到深色快速变化，生成的银纳米颗粒被烷基胺包裹，稳定在溶液中。通过对样品洗涤、离心沉淀，可获得烷基胺包裹的银纳米粒子。 三、实验方法与步骤 （一）实验仪器与材料 硝酸银，柠檬酸三钠，油胺或十八胺，十八烯（ODE ），无水乙醇，配有温度调控和磁力搅拌的油浴加热器，三颈瓶，抽气头，滤膜，温度计套管，10 mL 量筒，分析天平，玻璃滴管，离心管，离心机，电热干燥箱 （二）实验方法与操作步骤
垃圾焚烧飞灰有气力输送系统
垃圾焚烧飞灰有气力输送系统 一、垃圾焚烧电厂让我们身边的垃圾变废为宝 随着科技的不断进步，垃圾再利用技术得到了迅速推广。垃圾焚烧发电厂——一个能让大部分垃圾变废为宝的重大科研发现。让我们生活更加洁净健康。垃圾焚烧电厂，必然会出现焚烧后的飞灰。飞灰如果处理不当的话，定会造成二次环境污染。 二、分析垃圾焚烧飞灰气力输送类型选择 飞灰气体输送系统是将垃圾焚烧后的飞灰烟气，净化后从收尘器的灰斗输送至灰库。因为飞灰有毒有害的原因，国家环保部门规定飞灰的运输应密封、无二次污染。所以我们设计采用气力输送系统输送飞灰，而不能采用传统的机械输送系统了。 而粉体气力输送、气流输送的形式有多种，气力输送系统按类型可分为：正压输送即压送式、负压输送吸送式、正、负压组合输送。 我们又该如何选择飞灰输送该用哪种输送系统呢？ 负压气力输送：该系统是通过风力也就说的气力将物料从一处吸聚输送到料仓，，适合堆积面积广或存放深处的物料输送，喂料方式简单，但相对于压送式输送而言，输送产量和输送距离有一定的限制。 正、负压组合输送:该系统常用于输送系统较复杂工艺。向我们所涉及的飞灰气力输送从除尘器输送到料仓，相对工艺较简单。不是很特殊的输送工况。用简单的输送方式更方便、节能降耗，更合理。 正压气力输送：该系统技术成熟，工程实践多，输送效率高，不会受输送条件变化而影响。适宜于从一处向多处进行分散输送。
适合于大容量、长距离输送。 分离器和除尘器的结构比较简单，因为都是正压，物料易从排料口排出。 可以方便的发现漏气的位置，以便及时处理。 由于带粉尘气体不通过风机内部，对风机的磨损少，使用寿命长。 综合以上介绍，在更具飞灰本身特性，以及输送工况和输送量等要求。故飞灰输送选择正压气力输送较合理。 三、飞灰气力输送系统详解 1、飞灰气力输送系统概述 近年来，对于垃圾焚烧电厂飞灰处理，我们常用飞灰低压气力输送装置。低压气力输送是一项利用气体能量输送固体颗的先进而有效的技术，迄今已有100多年的发展历史。在低压气力输送的发展历史中，尤其是近几十年，低压气力输送技术有了突飞猛进的进步。低压气力输送装置一般由发送器、进料阀、排气阀、自动控制部分及输送管道组成。 2、飞灰气力输送系统运行原理 进料阶段：进料阀呈开启状态，一次进气阀和出料阀关闭，仓泵上部与灰斗连接，除尘器捕集的飞灰借助重力自由落入仓泵内，当灰位高至灰位上限时，料位计发出料满信号，或到按系统进料设定时间时，进料阀关闭，进料阶段结束。 流化加压阶段：进料阶段完成后，系统自动打开一次进气阀，经过处理的压缩空气经过流量调节阀进入仓泵底部流化锥，穿过流化锥后的
[材料科学,工程,专业]材料科学与工程专业转型的实践研究
材料科学与工程专业转型的实践研究 材料科学与工程专业是我校专业综合改革、深度转型发展的五个试点专业之一。专业转型的目的就是使专业教育更好地满足人才培养目标实现的需要，为培养高质量的人才提供合适的软、硬环境。近几年来，我们从人才培养的目标定位、体制机制建立、培养模式探索、培养方案设计、教学内容与方法改革、师资队伍建设、实训基地建设等诸多方面，进行了较为系统的研究与实践，取得了较好的成效。 1人才培养目标 采取宽口径、强能力、重应用的模式，立足常德、面向湖南、辐射全国，培养和造就能适应国民经济发展，具备包括无机非金属材料、高分子材料科学与工程领域的基础知识和基本技能，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能测试等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作，适应社会主义市场经济发展高层次、高素质的科学研究与工程技术应用性创新人才。 2体制机制改革 2.1建立以就业为导向的校企合作材料人才培养机制 我院材料科学与工程专业设置的基本宗旨就是要为地方经济发展服务，因而专业发展方向应与区域产业集群发展趋势相适应。近些年来，湘西北地区在材料加工制备方面发展很迅速，形成了高分子通用纤维与高分子特种纤维、塑料管道、复合型材、过滤器件、各类无机粉体材料、陶瓷等方面的集群产业。以地方经济发展需要为导向，确立材料科学与工程专业对应的人才培养方向，因此，我院的材料科学与工程专业确立了有机高分子材料、无机非金属材料两个培养方向。 利用我院与地方40多家相关企业签署的产学研合作协议，建立了不同层次、不同类型的实习实训基地，构筑了以学校为主社会参与的新的人才培养体系，打破了制约应用型创新人才培养的瓶颈，将产业一专业一就业(即三业)三者密切关联起来，形成了以就业为导向的、高素质应用型创新人才培养为目标的校企合作人才培养机制，同时，在校企供需合作中真正形成了资源共享、利益共赢的多赢局面。 2.2建立双师型教师队伍的培养机制 培养和造就一支双师型教师队伍是材料专业转型发展的基本保证。然而，我院材料科学与工程专业招聘的博士基本上从学校直接到学校，企业中实践经验不足。为此，需要建立双师型教师队伍的培养机制，即要求每位专业课的老师联系一到两个企业，并不定期地到企业中参与生产实践，保证每位专业教师每年在企业的时问不低于2个月，为企业解决生产中存在的实际问题。同时，丰富教师的实践经验，提高课堂教学质量。此外，还聘用了一批企业工程技术人员为学生上课，特别是为学生上实践训练课，指导学生设计、创新，与师生一道研究解决生产实际问题。 3人才培养模式改革
粉体输送系统介绍
粉体输送系统详情介绍 首熙粉体输送系统生产工程包含从各种原料经全自动配料混合，通过相应处理成为半成品和成品的全过程，一般由仓储系统、输送系统、计量配料系统、混合系统、灌装系统和中央自动控制系统组成。其中，粉体输送系统、计量称重系统、配料混合系统是生产的主要环节。 就首熙粉体输送环节而言，由于粉体自身诸如：湿度、黏度、颗粒度、流动性、堆积密度、带静电等不确定性，注定粉体的输送工艺一直得不到完善的解决。加之某些粉体物料还具有易燃、易爆、有毒、有害等特殊性质，使粉体的输送就更加难以得到很好的解决，这也是捆扰企业技术改进与提高产品质量的一个问题，甚至会影响到企业的发展。 就粉体配料而言，由于大部分企业采用人工配料、投料的生产方式，容易造成粉尘飞扬，并污染环境，影响操作者的身体健康，也制约着企业现代化的发展进程。而广泛应用于化工行业的正压气力输送和配重罐结合的方式，虽然输送能力大、输送距离长、物流可连续输送、并可高速运载物体，但无法解决输送管道因积料而出现的堵塞现象，同时对输送管路质量的要求也非常高，既要抗磨损，又要防静电，而且设备复杂、笨重，安装困难，因物料和设备磨损严重，所以设备的投入和运行成本都比较昂贵。相对而言，螺杆计量配重方式则具有较多的技术优势。采用螺杆计量装置，其计量精度较高，在输送过程中不会出现堵塞物料的现象，是食品、精细化工行业运用比较普遍的一种计量输送方式。但缺点是安装不方便、不易清洗。振动输送计量的方式，保证了大输送量和一定的计量精度，由于配料系统设备占地面积大，不易安装，而且配料输送距离受到很大程度的限制，因而系统在使用上也受到很大的制约。 如何解决粉体输送系统工艺中的这些难点呢？国际上一些专业粉体工程公司主要采用正压输送+配重罐，螺杆计量配重+负压输送，以及负压输送+全自动配料罐的工艺流程。负压输送+配料罐这种方式是近年来被国外众多企业所采用的一种新的组合方式，它通过配重罐上的计量仪器与负压输送设备联动，并采用PLC全程控制系统，有效解决了粉体输送工艺中存在的诸多问题，具有低能耗、低成本、低维护等优点。配以计量精度较高的计量仪器，既可以完成精确计量、全自动配料和输送的任务，又可有效保护环境。
常用无机粉体材料种类及作用
常用无机粉体材料种类及作用 目前,在中国每年至少有400万吨的无机粉体材料作为原料的一部分被用于塑料制品的生产。用无机粉体材料替代部分石油产品,一方面,每年可以节约数百万吨石油;另一方面,对于所生成的塑料制品而言,不但有利于降低原材料成本,而且可以使填充塑料材料的某些性能按照预定的方向得到改善,从而提高塑料制品的巿场竞争力。 常用无机粉体材料种类及作用 据统计,中国500余家碳酸钙厂家生产的约500万吨产品中,有一半就是销往塑料行业的。此外,滑石粉、煅烧高岭土、硅灰石粉等多种无机粉体材料也被广泛应用,有的甚至成为功能性塑料材料不可缺少的组成部分。 碳酸钙 碳酸钙就是塑料加工时用得最广、用量最大的无机粉体填料。据中国无机盐工业协会钙镁分会统计,每年用于塑料填充的碳酸钙总量在二百多万吨,就是各种用途中所占份额最大的,约50%左右。 根据加工方法不同,碳酸钙分为轻质与重质两种。轻质碳酸钙(简称轻钙)就是由石灰石经煅烧、消化、碳化而成的,其间经历了化学反应,而重质碳酸钙就是经研磨(干法或湿法)而成的,只有粒径大小的变化而无化学反应过程。目前在塑料薄膜中使用的碳酸钙都就是1250目的重质碳酸钙,已大量用于PE包装袋的生产,在农用地膜中因透光性受到影响,虽然可以使用,但添加量较小。 1) 重钙的细度对PE薄膜力学性能的影响十分明显,见表1。 表1 重质细度对PE薄膜力学性能的影响 2) 碳酸钙粒子的分散对PE薄膜的性能具有决定性作用 PE薄膜生产企业对重钙的添加量十分关心,希望添加量越多越好,但同时力学性能、耐老化性能、透光性都不要受到过大的影响。特别就是在农用地膜中到底能够使用多少碳酸钙就是非常值得努力探讨的问题。宝鸡云鹏塑料科技有限公司对此进行了有益的探索,并取得喜人的成果。表2列出纯LLDPE地膜及分别添加10%、15%、20%、33%云鹏公司生产的纳米改性塑料复合材料的LLDPE地膜的力学性能。
真空粉体输送机
南京金铂锐粉体输送系统设备适合中小袋以及料筒等中小型粉体物料的输送、投料、卸料，杜绝了生产现场的粉尘洋溢问题，利于员工的健康，利于企业6s管理的实行；解放了操作工人的劳动力，节约了企业生产作业成本。需要采购的朋友拨打电话咨询。 粉体输送系统适用于： 食品行业原材料、添加剂的输送 锂电池原料、电池碳粉的输送 化工行业塑料粒子、粉末等 粉体输送系统组成结构：无尘投料站，真空上料机，真空泵（真空发生源） 无尘投料站： 无尘投料站是粉体输送系统的卸料部分，主要通过顶部的集尘风机收集粉体物料卸料投料时，产生的粉体，同时该系统配有反吹系统，可自动清洁过滤滤芯，延长滤芯的使用寿命。 设备参数：
★外部0.8UM拉丝，造型美观 ★内部0.4UM镜面抛光方便下料，配合振动器辅助下料，从容应对流动性差的物料 ★配有反吹系统，自动清洁滤芯，延长滤芯使用寿命，节约客户成本 ★底部安装筛网，筛分异物杂物，保证产品品质的稳定性 南京金铂锐工业设备有限公司是一家高科技工业企业，专业从事粉体技术研发、粉体设备制造的骨干企业。公司生产的设备如;真空输送机、气动真空输送机、电动真空输送机、真空输送设备、气动真空输送设备、电动真空输送设备、真空上料机、气动真空上料机、电动真空上料机、真空上料设备、气动真空上料设备、电动真空上料设备、真空加料机、气动真空加料机、电动真空加料机、真空加料设备、气动真空加料设备、电动真空加料设备、真空给料机、气动真空给料机、电动真空给料机、真空给料设备、气动真空给料设备、电动真空给料设备、吨包拆包站,吨包卸料站,人工拆包站,.. 公司全面吸收国内外同类产品的先进技术，在粉体的输送、转运、贮存、筛分、定量给料、自动配料及整套粉体系统方面，为客户提供适合的解决方案。 公司的生产制造严格按照CE标准执行，产品通过CE认证。从设计、生产、到客户现场安装及售后服务，产品质量得到全程监控。 金铂锐公司与南京理工大学、上海交通大学、北京化工大学共同合作研发。已成为国内研发能力较强的自动化设备生产厂商，获得七个国家专利，应用于多个黄页，已获得德国、日本在内的诸多厂商首肯。 金铂锐公司一直致力于自动化设备代替人工为核心任务，以全方位创新、品源于专业来满足客户的特殊需求，引领客户的职能转型及产业升级，提升客户的产品竞争力，同时也为我们提供一个展示综合实力的机会。
粉体科学与工程
1、影响颗粒堆积的因素及致密堆积的经验：影响颗粒堆积的主要因素：一类是颗粒本身的几何特性， 如颗粒大小、粒度分布及颗粒；一类是颗粒间接触状态和颗粒堆积条件，如颗粒间接触点作 用力形式、堆积空间的形状与大小、堆积速度和外力施加方式与强度等条件。致密堆积经验：（1）用单一粒径尺寸的颗粒不能满足致密堆积对颗粒级配的要求（2）采用多组分且组分粒径尺寸相差较大（一般相差4～5倍）的颗粒，可较好的满足致密堆积对粒度与级配的要求（3）细颗粒数量应足够填充堆积体的空隙，两组分时，粗细数量比例约为7:3，三组分时，粗中细比例为7:1:2，相对而言，可以更好地满足致密堆积对粒度与级配的要求（4）在可能的条件下，适当增大临界颗粒尺寸可较好的满足致密堆积对粒度与级配的要求。 2、颗粒尺寸大小对颗粒的熔点、溶解度、热容得影响，并简要解释：晶体颗粒的熔点：晶体颗粒尺寸越小，其熔点也越低。1)基于晶体饱和蒸气压的解释： 颗粒尺寸越小，饱和蒸汽压越高，熔点越低。2)基于晶体熔化能量的解释：颗粒尺寸越小， 表面能越高，晶体颗粒熔点越低。晶体颗粒的溶解度：颗粒尺寸越小，溶解度越大。尺寸越小，饱和蒸汽压越大。当温度 一定时，溶质在溶液中的浓度随着饱和蒸汽压的提高而增大。晶体颗粒的比热：颗粒尺寸越小，德拜温度越低，晶格比热越大。晶体吸热是通过激发 晶格振动（声子振动）和激发电子，以及生成热缺陷等来完成的。颗粒尺寸减小意味着颗粒 表而原子相对数量的增加，即化学键被截断的表而质点数量的相对增加。由于表面原子在一侧失去最近邻原子的成键力，而引起表面原子
的扰动，使得表而原子和次表面原子距离被拉 开到大于体内原子的距离。造成表面质点的振幅大于体内质点的振幅,产生所谓“振动弛豫”, 即表而质点振动频率的降低，晶格比热容和德拜温度的比值有以下关系Cv=12π4RT3/5Q3。 3、为什么导体颗粒具有接触荷电特性，其机理是什么？颗粒荷电的主要方式有接触电荷、电场荷电、碰撞荷电和粉碎荷电。接触荷电是指两个不带电且功函数不同的导体颗粒，因相互接触，而后分离，使两个颗粒带上极性相反的等量的电荷；碰撞荷电：（1）颗粒与运动离子的碰撞荷电（2）颗粒与器壁的碰撞荷电；电场荷电：在常压下，当两个大小差别很大的电极上有足够大的电位差时，会引起空气电离，产生大量的空间电荷，形成电晕电流。其中阳离子和电子在想异性电极的有序运动中与电场内的颗粒碰撞失速，而吸附在颗粒表面，使颗粒荷电；粉碎荷电：颗粒粉碎时，连接质点的键被切断，且正负电荷相对于破裂面呈现电量不等的分布，使颗粒荷电。1)粗颗粒易带正电，细颗粒易带负电，且颗粒尺寸越小，比 电荷就越大。2)粉碎过程中还存在着颗粒间、颗粒与设备壁而间的相互摩擦引起的摩擦带 电。 3)颗粒粉碎荷电，是以零电荷为中心的正、负对称分布，且单位颗粒表而积的电荷数分布，近似为正态分布。 4、颗粒的光吸收机理是什么，光吸收现象有何应用意义？机理：由于光传播时的交变电磁场与颗粒分子的相互作用，使颗粒分子中的电子出现受迫振动，而维持电子振动所消耗 的能量，变为其他形式的能量而耗散掉。应用：光照吸收材料应用在电镜、核磁共振、波普仪
材料科学与工程基础实验讲义
材料科学与工程基础实验讲义
华南农业大学材料与能源学院 现代材料科学与工程基础实验讲义 供材料科学专业本科生使用 胡航 2016-02-30
实验一 金属纳米颗粒的化学法制备 一、实验内容与目的 1. 了解并掌握金属纳米颗粒的化学法制备过程并制备Au 或Ag 纳米颗粒。 2. 了解金属纳米颗粒的光学特征。 二、实验原理概述 化学制备法是制备金属纳米微粒的一种重要方法，在基础研究和实际应用中被广泛采用。贵金属纳米颗粒的化学法制备主要有溶胶凝胶法、电镀法、氧化还原法等。其中氧化还原法又包括热分解和辐照分解等。贵金属纳米颗粒具有广泛的应用，如生物医学领域的杀菌，物理化学领域的催化等。本实验以金胶为例介绍交替法制备贵金属纳米颗粒，并以硝酸银在烷基胺中的热分解为例介绍表面活性剂中氧化还原法制备贵金属纳米颗粒。 1. 胶体金属（Au 、Ag ）的成核与生长 总的来说，化学法制备金属纳米粒子都是让还原剂提供电子给溶液中带正电荷的金属离子形成金属原子。如，对于制备胶体金，如果采用柠檬酸三钠作为还原剂，其反应过程如下： 2H O -42223222222Δ HAuCl + HOC(CH )(CO )Au +Cl +CO +HCO H+CO(CH )(CO )+......??→粒子 2. 硝酸银热分解法制备银纳米粒子 热分解法制备金属纳米颗粒原理简单，实验过程易操作。对制备数纳米到数十纳米尺寸范围的纳米颗粒有较大优势。硝酸银在烷基胺中加热搅拌可形成澄清透明溶液。温度上升到150~200 °C 时，溶液颜色由浅色到深色快速变化，生成的银纳米颗粒被烷基胺包裹，稳定在溶液中。通过对样品洗涤、离心沉淀，可获得烷基胺包裹的银纳米粒子。 三、实验方法与步骤 （一）实验仪器与材料 硝酸银，柠檬酸三钠，油胺或十八胺，十八烯（ODE ），无水乙醇，配有温度调控和磁力搅拌的油浴加热器，三颈瓶，抽气头，滤膜，温度计套管，10 mL 量筒，分析天平，玻璃滴管，离心管，离心机，电热干燥箱 （二）实验方法与操作步骤
- 粉体材料
- 粉体材料科学与工程专业
- 材料科学与工程前沿3制备进展
- 关于粉体材料科学与工程专业就业方向与就业前景分析
- 2020年全国粉体材料科学与工程专业大学排名.doc
- 粉体改性方法与工艺
- 材料科学与工程一级学科.doc
- 材料科学与工程专业介绍.docx
- 粉体材料科学与工程专业毕业实习报告范文
- 微纳粉体材料与技术方向pdf
- 粉体工程与设备
- 粉体材料的发展情况及应用
- 材料科学与工程专业导论课认识和感受
- 粉体科学与工程习题集(2013)
- 080409T粉体材料科学与工程专业指导性教学计划(2013版)
- 全国粉体材料科学与工程专业大学实力排名及就业前景排名(完整版).doc
- 粉体材料与工程专业培养计划(草稿)
- 材料科学与工程专业介绍
- 粉体科学与工程基础
- 2粉体工程-粉体流变学