賀州市新偉業(yè)粉體有限公司 多年專注重質(zhì)碳酸鈣粉體生產(chǎn)廠家
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首先，分析一個(gè)顆粒微觀尺度量變到宏觀性能質(zhì)變的例子。
表1表示出具有立方結(jié)晶格子的固體(假設(shè)原子間距為2×10-10m時(shí))不斷地被細(xì)化時(shí)，固體顆粒表面的原子數(shù)占固體顆粒整體原子數(shù)的比率。粒徑在20μm顆粒表面的原子數(shù)占整體的比率幾乎可以忽略;但是粒徑小到2nm時(shí)，構(gòu)成顆粒原子的半數(shù)在表面上，造成顆粒表面能的增加。這就是超微顆粒具有與通常固體不同物性的原因之一。反應(yīng)性、吸附性等與表面相關(guān)的物理化學(xué)性質(zhì)，隨著粒徑的變小而強(qiáng)化。
粒徑細(xì)化將使材料表現(xiàn)出奇特的性質(zhì):通常金的熔點(diǎn)大約是1060℃，但當(dāng)把金細(xì)化到3nm的程度時(shí)，在500℃左右就融化了;鐵強(qiáng)磁性體具有無(wú)數(shù)個(gè)磁疇，但當(dāng)鐵顆粒細(xì)化到磁疇大小時(shí)則成為單磁疇構(gòu)造，可以用作磁性記錄材料。
固體顆粒細(xì)化時(shí)表現(xiàn)出的微顆粒物性，作為材料使用時(shí)具有多種優(yōu)異性能。這種量變到質(zhì)變的哲學(xué)思想，是粉體技術(shù)賴以立足的磐石。
表1固體被細(xì)化引起表面原子數(shù)比率變化
1邊的原子數(shù) | 表面的原子數(shù) | 顆粒整體原子數(shù) | 表面原子數(shù)占整體的比率,[%] | 粒徑及粉體實(shí)例 |
2 3 4 5 10 100 1,000 10,000 100,000 | 8 26 56 98 488 58,800 6×106 6×108 6×1010 | 8 27 64 125 1,000 1×106 1×109 1×1012 1×1015 | 100 97 87.5 78.5 48.8 5.9 0.6 0.06 0.006 | 2nm 20nm，膠體二氧化硅 200nm，二氧化鈦 2μm，輕質(zhì)碳酸鈣 20μm，水泥 |
為了說(shuō)明這一理論磐石的重要性，我們?cè)賮?lái)分析兩個(gè)顆粒微觀尺度量變到宏觀性能質(zhì)變的例子。
比表面積與活性:例如邊長(zhǎng)為25px的立方體顆粒，其比表面積是6×10-4m2，不斷地將其細(xì)化，若細(xì)化成邊長(zhǎng)為1μm的立方體顆粒群時(shí)，總比表面積是6m2;若細(xì)化成邊長(zhǎng)為0.1μm的立方體顆粒群時(shí)，總比表面積是60m2;細(xì)化成邊長(zhǎng)為0.01μm的立方體顆粒群時(shí)，總比表面積是600m2。顆粒的細(xì)化導(dǎo)致比表面積急劇增大，將促進(jìn)固體表面相關(guān)的反應(yīng)。特別是當(dāng)超微顆粒表面富于活性的情況下，效果會(huì)更明顯。
粉體細(xì)化與流動(dòng):粉體在容器中呈靜止?fàn)顟B(tài)，但受力后能像液體一樣地流出。若施加強(qiáng)作用力使粉體分散，能像氣體一樣擴(kuò)散。圖1-1形象地描繪了這些特性，粉體表現(xiàn)出類似于固-液-氣三態(tài)的行為，這一特性在材料加工和輸送處理方面十分有利，雷同于自然界的"飛砂、沙丘與砂巖形成的過(guò)程"。
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