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從PM2.5看2.5微米以下超細粉體的干法制備
2014年12月06日 發布 分類:粉體加工技術 點擊量:3948
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      一、霧霾與超細粉體的干法分級問題的關聯


      為什么要從PM2.5說起呢?在我看來2.5微米對于分體顆粒是一個特殊的數據,現在我們都知道一個氣象學的參數:PM2.5。是指環境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于 2.5 微米的顆粒物。與較粗的大氣顆粒物相比,PM2.5粒徑小,比表面積大,活性強,且有在大氣中的停留時間長、輸送距離遠的特點,是一種難以降服的細微顆粒,在大氣中與相對較大的顆粒遵循不太相同的運動規律。2.5微米以下超細粉體由于有更為特殊的運動規律,在干法粉體的生產中也就成了困擾各國粉體科學家的難題。在這個尺度以下,其顆粒在空氣中很難進行分級,也就是說:干法連續工業化分離出2.5微米以下的粉體顆粒,在現代粉體工業中還是一件很難辦到的事。因此,研究PM2.5,對于6000目以上分體顆粒連續化的干法生產工藝,對于現代超細粉體顆粒的生產具有很現實的指導意義。


      二、關于粉體分級技術發展的回顧和展望


      還有一個很有意思的數據是PM25,我這里是指25微米以上當量直徑的粉體顆粒。在粉體顆粒的分級工藝中,篩分工藝廣泛應用于各種粉體的生產中,更是日常人們常見到的并且在建材工業、糧食加工等很多大工業部門有著非常廣泛的應用。在粉體的生產術語中,25微米大約是600目篩網的孔徑。搞超聲震蕩篩的專業廠家都知道:600目是一般粉體顆粒篩分的一個接近極限的數據,再細的粉體是很難進行機械篩分的。這是一種巧合,還是一種規律,我們現在還不知道,存在就是道理,待更多的人去研究吧。


      可能還存在一個更有意義的數據:就是250納米。所謂納米技術,是指在0.1~100納米的尺度里研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的一項嶄新技術。由于超細粉體的分布是在一定的范圍,也有很多學者認為500納米以下的顆粒粉體,是納米技術的一個尺度界限,這時大部分的顆粒已經達到的100納米以下,因此也顯現了納米尺寸顆粒的特殊理化特點。在我看來D97是500納米的物理尺寸,將是粉體技術研磨與分級的又一個不易攀登的粉體高峰,將是今后粉體發展的又一個新的方向。一般學術界認為:對于固體粉末或纖維,當其有一維尺寸小于100nm,即達到納米尺寸,即可稱為所謂納米材料,對于理想球狀顆粒,當比表面積大于60m2/g時,其直徑將小于100nm,達到納米尺寸。


      三、研究2.5微米以下超細粉體干法分級的現實意義


      2.5微米以下的粉體顆粒,使用干法生產工藝將會展現出很多濕法無法很多特性,更是一些行業粉體生產的關鍵技術。


      比如在陶瓷工業中,氮化硅粉體如果再純水中研磨超細粉,就會使氮化硅顆粒表面發生水解,生成二氧化硅層,會嚴重影響氮化硅陶瓷的高溫性能;在太陽能行業多晶硅鑄錠用坩堝噴涂含二氧化硅的氮化硅涂層,就會發生坩堝與多晶硅發生粘聯,導致整個多晶硅錠開裂。


      比如在中藥行業生產中,干法破壁和粉體研磨是濕法研磨無法取代的。


      比如在食品工業生產中,只有干法才更符合我們的飲食制作的習慣。


      然而,2.5微米以下的粉體顆粒,在干法粉體生產中就像一個活潑、頑皮具有超強活力的頑童,人們好像無從下手來進行調教。PM2.5的霧霾污染,已經攪得人們寢食難安,并造成了不可估量的經濟和人們健康的損失。但是,對于我們搞超細粉體材料的專業人員來講,這也是研究超細粉體的最好教材和免費實驗室,研究它的產生,分級、收集和消散的規律,不但會對當今的超細粉體行業具有現實的指導意義,還對霧霾的治理也會有重大的理論指導意義。


      干法生產2.5微米以下的粉體顆粒,是現代粉體工業的一個具有前瞻性的生產項目,各國都在進行基礎理論和生產工藝具有廣泛的工業前景。在現代制造業、國防科技、復合材料、中藥加工、陶瓷工業、環保行業、醫療衛生等眾多領域具有不可限量的用途。

(作者:無味坊  注:“粉體圈”獨家供稿)


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