粉體工程復習題(修改版)

1、粉體工程習題一、基本概念題（共7小題，每小題3分，共21分）1粒度分布用特定的儀器和方法反映出粉體樣品中不同粒徑顆粒占顆粒總 量的百分數(shù)。有頻率分布和累積分布兩種形式。（1）頻率分布,它表 示一系列粒徑區(qū)間中顆粒的百分含量。（2）累積分布也叫積分分布， 它表示小于或大于某粒徑顆粒的百分含量。2. 粉體粉體是由大量的不同尺寸的顆粒組成的顆粒群O3. 三軸平均徑以顆粒的長度、寬度、高度定義的粒度平均值稱為三軸平均徑。（算法有三種：算術平均徑、幾何平均徑和調(diào)和平均徑）4. 累積粒度分布簡稱累積分布。單位體積空氣中大于或小于某規(guī)定粒徑的顆粒粒 子數(shù)目或體積、質(zhì)量等于顆粒的總粒子數(shù)或總體積、總質(zhì)量的百分

2、比 對其不同粒徑的關系?？捎么俗鞒銎淞６确植记€圖。由于顆粒物中 粒徑小的粒子數(shù)目多于粒徑大的粒子數(shù)目，所以多用小于規(guī)定粒徑的 表示法。通常多用體積（或質(zhì)量）累積分布。體積（或質(zhì)量）的累積 分布可用正態(tài)槪率紙作圖。5. 表面效應納米粒子的表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨著粒子尺寸的減小而 大幅度的增加，粒子的表面能及表面張力也隨著增加，從而引起納米粒子物理、化學性質(zhì)的變化。6. 相對易磨性系數(shù)為了表征物料粉碎難易程度的綜合影響,_般用相對易碎性系數(shù) 來表示。易碎性系數(shù)越大，物料越易粉碎。7. 噴霧熱分解法將前驅(qū)體溶液（金屬溶液）噴入高溫氣體中，立即引起溶劑的蒸 發(fā)和金屬鹽的熱分解，從而直接合成氧化物

3、粉體的方法。8. 牛頓分級效率將某一粒度分布的粉粒用分級機進行二分，令大粒部分名為粗粒 級，小粒部分為細粒級，定義合格成分的收集率與不合格成分的殘留 率之差稱為牛頓分級效率。9. 粉塵云具有一定密度和粒度的粉塵顆粒在空氣中受到重力和空氣阻力 和浮力相平衡時，就會懸浮或浮游在空氣中而不會沉降下來，這種粉 塵與空氣的混合物稱為粉塵云。10. 形狀指數(shù)表示單一顆粒外形的幾何量的各種無因次組合稱為形狀指數(shù)（即 理想形狀與實際形狀比較時，差異的指數(shù)化）。ll子隧道效應當粒子能量小于閾值能量時，很多粒子沖向勢壘，一部分粒子反 彈，還會有一些粒子能過去，好像有一個隧道。12. 易碎（磨）性在一定粉碎條件下，

4、將單位質(zhì)量物料從一定粒度粉碎至某一指定 粒度所需的能量，或施加一定能量使物料達到的粉碎細度。13. 頻率粒度分布（frequency SiZe distribution）表示各個粒徑相對應的粒子占全粒子群中的百分含量（微分型）14. 共沉淀法在微粉制備上，使溶于某溶液的所有離子完全沉淀的方法稱為共 沉淀法。15. 分級精度通常是根據(jù)部分分級效率曲線，取部分分級效率為75%和25% 的粒度，分別用d75和d25表示。分級精度K= d75d25°粉塵爆炸可燃性物質(zhì)細粉在空氣中擴散形成塵云，起火后迅速燃燒的現(xiàn)象 稱為粉塵爆炸。17.氣溶膠氣溶膠是由固體或液體小質(zhì)點分散并懸浮在氣體介質(zhì)中形成

5、的 膠體分散體系，又稱氣體分散體系。其分散相為固體或液體小質(zhì)點， 其大小為0.001100微米，分散介質(zhì)為氣體。二、選擇題（共22小題，每題2分，共24分）1納米粉體應用范圍為（D）。A. 超級電容器 B.太陽能電池C.氣體探測器 D.以上都是2納米粉體的特性為（D）OA. 熔點低 B.比表面積大 C.反應速度快 D.以上都是3. 在單個顆粒粒度表征中，與顆粒投影面積相等的圓的直徑稱為（B）OA.比表而積球當量徑B.投影圓當量徑C.定方向等分徑D.定向最大徑4. 在單個顆粒粒度表征中，沿一定方向?qū)㈩w粒投影像面積等分的線段 長度稱為（B）A.定方向徑B.定方向等分徑C.定向最大徑D.等周長圓當量

6、徑5. 由累積分布曲線，可直接讀出R=D=50%時所對應的粒徑為（C）。A.多數(shù)徑B.平均徑C.中位徑D.特征粒徑6.粉體力學性質(zhì)研究中，常用（A）來評價粉體的流動性，又稱該性質(zhì)為粉體的“粘度”。A.休止角B.內(nèi)摩擦角C.壁摩擦角D.滑動角7某粉體的粒度頻度分布圖中D90 =90nm,這說明（B）A. 該粉體中粒徑大于90nm的粒子占90%,小于90nm的粒子占10%B. 該粉體中粒徑小于90nm的粒子占90%,大于90nm的粒子占10%C. 該粉體中90%的粒子粒徑為90nmD. 該粉體的平均粒徑為90nm8影響粉體壓縮性的主要因素為顆粒的（D）。A.密度B.結構C.形狀D.塑性9. 納米銀

7、的熔點與普通銀相比會（A）OA.降低B.上升 C.先上升后降低D.不變10. 鄂式破碎機是（C）設備A.粉磨 B.細碎C.粗碎中碎 D.超細磨鄂式破碎機的主軸轉(zhuǎn)速提高一倍時,其生產(chǎn)能力和鉗角分別為(D)A.增加和增加 B.增加和降低C.增加和不變D.降低和不變12. 反擊式破碎機沒有的部件是(A)。A.篦條篩 B.打擊板 C.錘頭 D.轉(zhuǎn)子13. 在粉體堆積性質(zhì)研究中，顆粒群的密度有多種表示方法，其中(A)的數(shù)值最大？A.真密度 B.容積密度 C.顆粒密度 D.表觀密度14. 影響共沉淀法的主要因素為(C)OA.溫度B. PH值 C.反應物濃度D.溶劑15. 減少粉體堆積時產(chǎn)生偏析的方法之一是

8、(B)OA.勻速供料 B.多點供料 C.緩慢供料D.改變供料點的位置16. 溶膠凝膠法中凝膠顆粒尺寸范圍為(B)OA. >1 mB. I-IOOnmC. <2OnrnD. 0.1nm17影響粉體成形性的主要因素為顆粒的(C)OA.密度B.硬度C.形狀D.塑性18部分分級效率為50%時所對應的粒度，叫做(C)OA.特征粒徑B.中位徑19粗碎圓錐式破碎機(B)OA.外錐正置，內(nèi)錐倒置C.二錐均正置C.分級粒徑D.臨界粒徑B. 外錐倒置，內(nèi)錐正置D.二錐均倒置A. 一厘米長度B. 一平方厘米面積20. 硅酸鹽工廠常用的4900孔篩是指在(B)上有4900個篩孔。C. 一英寸長度D. 平方

9、英寸面積21. 當黃金被細分到小于光波波長的尺寸時，會失去了原有的金色而呈黑色，這是由于納米材料的（C）造成的？A.特殊磁學性質(zhì) B.表而效應C.小尺寸效應D.量子隧道效應22. 球磨機是（A）設備。A.粉磨B.粗碎C沖碎D.超細磨三、填空題（共口小題，每空1分，共25分）1顆粒粒度測量方法主要有顯微鏡法、沉降法、篩分法和電傳感法等等。（比表面積法、氣體吸附法任選二個填）2. 表示粒度分布的方法有:表格法、圖形法和函數(shù)法3.顆粒形狀是指一個顆粒的輪廓邊界或表面各點所構成的圖j它是除粒徑處，顆粒的另一個幾何特征。4.最著名的粉碎功耗定律有表而積假說（雷廷格爾定律）、基克定律（體積假說）和邦德定律

10、（“裂紋擴展說”），其中表而積假說一般認 為適于粉磨過程。5.用于氣相合成超微粉末的常見加熱源有高頻感應加熱、電阻加熱、激光加熱、電子束加熱等等。（離子噴射加熱、微波加熱任選三個）6. 常見的固相合成法有熱分解法、高溫固相反應法、還原反應法和自蔓延高溫合成法等。7. 氫電弧等離子體法制備的金屬Fe粒子具有特殊的氧化行為，在空氣中加熱，當溫度低于600°C時，粒子外殼是金屬和內(nèi)核是氧化吻, 原因是儲藏的氫遇到熱后釋放出來，把表層氧化物還原為金屬。8. 工業(yè)用篩按運動形式大致可分為振動篩、搖動篩、回轉(zhuǎn)篩和固定篩。振動篩的篩而振動方向與篩面互為垂直，而搖動篩的運動方向基木上平行于篩而。9.

11、 高頻感應氣相合成超微粉末中感應電流的特點是具有集膚效應10. 在篩分中，一般依據(jù)顆粒尺寸將顆粒分為易筮粒、難篩粒和阻礙粒。篩分操作一般適用于粒度是37 Urn以上的物料分級,超細粉分級比較有效的方法是根據(jù)顆粒在流體介質(zhì)中沉降速度不同而分成不同 的粒級。12. 旋風分級機中取消了離心分級機中的左區(qū)吐，采取專用風機外部 鼓風,在內(nèi)外筒間的細粉分離空間也由外部專用旋風分離器代替。13. 粉塵爆炸須具備的三個條件是塵云、空氣和火源14. 在離心式選粉機中，存在著兩個分離區(qū)：一個是在內(nèi)殼中的選粉 區(qū)，顆粒主要是在離心力作用下沉降,另一個是在內(nèi)外殼之間細粉沉 降區(qū)，顆粒主要是在重力作用下沉降。15. 結

12、構防護粉塵爆炸的措施有抗爆、抑爆、泄爆等等。（或隔爆）四、簡答題（共5小題，共30分）1簡述均勻沉淀法原理（以MgCl2為原料制備MgO晶體為例）。答：均勻沉淀法是利用某一化學反應使溶液中的構晶離子由溶液中緩 慢均勻地釋放出來，通過控制溶液中沉淀溶劑濃度，保證溶液中的沉 淀處于一種平衡狀態(tài)，從而均勻的析出的方法。CO(NH2)2+3H2O2NH3 H2O+CO2nh3+h+nh4+Mg2+ + 2NH3 出0Mg(OH)2 + 2NH4+Mg(OH)2MgO + H2O2. 簡述制備納米材料的兩種技術，以及它們的研究方法。答：制備納米材料的兩種技術為TOP down (由上而下)的方法和 BO

13、ttOIn UP (由下而上)的方法。由上而下的方法是一種采用物理和化學方法對宏觀物質(zhì)的超細化 的納米科技的研究方法。由下而上的方法是一種以原子、分子、團簇等為基元組裝具有特定 功能的器件、材料。納米科技的最終目的是以原子、分子為起點，去 制造具有特殊功能的產(chǎn)品。3. 在化妝品中加入納米微粒能起到防曬作用的基本原理是什么？答：量子尺寸效應使納米光學材料對某種波長的光吸收帶有輕里 塞，納米粉體對各種波長光的吸收帶有寬化現(xiàn)象,納米微粒紫外吸收 材料就是利用這兩個特性，對紫外吸收好的材料有三種：(1)二氧化 鈦納米粒子的樹脂膜、(2)三氧化二鐵納米微粒的聚合物膜、(3)納米 氧化鋁粉體。大氣中的紫外

14、線在300400nm波段，在防曬油、化妝品中加入納 米微粒，對這個波段的紫外光線進行強吸收，可減少進入人體的紫外 線，起到防曬作用。4. 為什么復擺額式破碎機比同規(guī)格的簡擺額式破碎機的生產(chǎn)能力 大？答：與簡擺相比復擺額式破碎機具有以下優(yōu)點： 動額頂部的水平擺幅約為下部的1.5倍，可使物料先在上部得到 破碎；就整個動頻而言，垂直擺幅為水平擺幅的23倍，可保證頻 腔上部的強烈粉碎作用，使大塊物料易在上部得到破碎；動額向定 額靠攏，擠壓物料的過程中，頂部各點還順著定頻向下運動，一邊使 物料破碎，一邊使物料向下運動，有利于產(chǎn)量的提高，所以此類破碎 機產(chǎn)量要大于簡擺式2030%o5. 簡述PVD制粉原理

15、及特點。在蒸發(fā)過程中，蒸氣中原材料的原子由于不斷地與惰性氣體原子 相碰撞損失能量而迅速冷卻，這將在蒸氣中造成很高的局域過飽和， 促進蒸氣中原材料的原子均勻成核，形成原子團，原子團長大形成納 米粒子，最終在冷阱或容器的表面冷卻、凝聚，收集冷阱或容器表面 的蒸發(fā)沉積層就可獲得納米粉體。通過調(diào)節(jié)蒸發(fā)的溫度和惰性氣體的 壓力等參數(shù)可以控制納米粉的粒徑。優(yōu)點:高純度；粒徑分布窄，粒度的變化通常小于20%,在 控制較好的條件下可小于5%;良好結晶和清潔表面；粒度易于 控制等，在原則上適用于任何被蒸發(fā)的元素以及化合物。缺點:難以獲得高熔點的納米微粒。主要用于Ag、Al、Cu、AU等低熔點金屬納米粒子的合成。

16、6. 在真空蒸鍍法中若采用電阻法加熱方式可能帶來哪些問題？答：由于需先加熱電阻片再傳熱給薄膜材料，因此電阻片多少 會與材料起作用，或引生雜質(zhì)，此點雖可加隔化學性質(zhì)穩(wěn)定的陶瓷層, 但耗電量增加。電片能加熱的溫度有限，對于高熔點的氧化物則大 部分無法熔融蒸鍍。蒸鍍速率有限。材料若為化合物，則有被分 解的可能。閃燃法可蒸鍍部分此類材料。膜質(zhì)不硬，密度不高。7. 敘述以鈦乙醇鹽為原料，采用SOI-Gel法制備納米二氧化鈦的簡要 工藝流程以及其中涉及的化學原理,并簡要討論該方法與其它化學合 成相比所具有的優(yōu)點。答：將金屬醇鹽或無機鹽經(jīng)水解直接形成溶膠，然后使溶質(zhì)聚合凝膠 化，再將凝膠干燥、焙燒去除有機成

17、分，最后得到無機材料。包括四 個主要過程： 溶膠制備:水解首先形成均勻的溶膠體系，且呈現(xiàn)數(shù)秒到數(shù)十 秒的誘導期，然后進入水解成核期而有晶核形成，最初由于其尺寸接 近分子水平的納米級，溶液保待透明狀。Ti(OC2H5)4+H2O=Ti(OC2H5)3(OH)+C2H5OHTi(OC2H5)B(OH) +H2O= Ti(OC2H5)2(OH)2+C2H5OHTi(OC2H5)2(OH)2 +H2O= Ti(OC2H5) (OH)3+C2H5OHTi(OC2H5) (OH)3 +H2O= Ti(OH)4+C2H5OH 溶膠凝膠化:隨著晶核長大，開始出現(xiàn)渾濁，隨即開始縮聚， 發(fā)生溶膠一凝膠轉(zhuǎn)變。到一定

18、時候粘度聚然增大，直到失去流動性， 得到如四川涼粉或涼膏狀的半透明體，醇、水都包含在其中。溶膠中含大量的水，凝膠化過程中，使體系失去流動性，形成一 種開放的席架結構。水解縮聚的結果形成溶膠初始粒子，然后這些粒 子逐漸長大，連接成鏈，最后形成三維網(wǎng)絡結構，便得到凝膠。 凝膠的干燥:一定條件下(如加熱)使溶劑蒸發(fā)，得到粉料。與 普通粉體干燥不同的是凝膠干燥階段體積收縮會導致織構損壞并影 響超細粉體的性能。目前常用的干燥方法是超臨界干燥和冷凍干燥， 它們是防止織構損壞，減少顆粒團聚最好的方法。 鍛燒過程:鍛燒過程是將干凝膠在選定溫度下進行恒溫處理。優(yōu)點:(1)化學均勻性好:由于溶膠一凝膠過程中，溶膠

19、由溶液 制得，故膠粒內(nèi)及膠粒間化學成分完全一致。(2)高純度:粉料(特別 是多組份粉料)制備過程中無需機械混合。(3)顆粒細:膠粒尺寸小于 0.1 mo流變性質(zhì)有利于制備各種膜、纖維或沉積材料。8影響粉塵爆炸的因素有哪些？答：粉塵爆炸受下列因素的影響：(1) 顆粒大小。所有粉塵都能以極細小的固體顆粒懸浮于空氣中。 粉塵顆粒越細，表面吸附空氣中的氧就越多，因而越易發(fā)生爆炸。一 般粉塵越細，燃點越低，爆炸下限越小，危臉性越大。粒度大于IOmP 的可燃粉塵，一般沒有爆炸危險。(2) 組成。粉塵的成分對爆炸性的影響很大。燃燒熱愈大的物質(zhì) 粉塵愈易引起爆炸，如煤塵、硫、碳等。氧化速度大的物質(zhì)易引起爆 炸，如鎂、氧化亞鐵、染料等。粉塵含揮發(fā)性物質(zhì)愈多,爆炸危險性 愈大。當煤粉中揮發(fā)物低于10%時就不會發(fā)生爆炸。粉塵中含的水 分有減弱和阻礙爆炸的作用，水分增加，爆炸危險性降低。粉塵中的 灰分為不燃物質(zhì)，粉塵含灰分量增加，爆炸性隨之減少。因為灰分能 吸收粉塵燃燒過程中放出的熱量，起冷卻作用?；曳衷龆嗍狗蹓m的沉