沈阳理工大学姜玉芝-粉体工程教学大纲.doc

粉体工程课程教学大纲课程代码：050431009课程英文名称：Powder Engineering课程总学时：48 讲课：40 实验：8 上机：0适用专业：粉体材料科学与工程类大纲编写（修订）时间：2012.08一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标（1）课程地位1.课程地位：本课程是高等工业院校粉体材料与工程类各专业开设的一门必修的专业方向课。2.教学目标：本课程重点使学生掌握粉体工程的基本知识、基本理论和基本方法；通过综合型的实验训练，着重培养学生运用粉体工程知识分析和解决粉体工程中实际问题的能力，具备初步制备各种粒度粉体的基本技能。（二）知识、能力及技能方面的基本要求 1. 知识方面的基本要求： 掌握粉体工程的基本原理、基础知识和基本方法。粉末的性能与表征方法、粉体的表面与界面化学等基本概念和特点；粉体制备的基本知识；矿物材料破碎的设备及其工作原理和特点；细粉制备的粉磨设备、工作原理及其性能；超细粉制备的设备、工作原理及性能；粉体分级方法、分级设备的原理和性能；固气分离和固液分离方法及分离设备的工作原理和性能；粉体输送方法及输送设备工作原理及性能；粉体混合造粒方法、设备及工作原理；粉体应用等。2. 能力方面的要求：掌握粉体工程基础知识，具备运用粉体工程的基础知识对有关粉末材料的性能、粉体制备实验现象和实验结果进行综合分析的能力；具备利用粉体工程知识进行粉体制备和应用的初步能力。本课程为粉体材料与工程类各专业毕业设计的学习打下良好的粉体工程基础。3. 技能方面的要求 掌握不同粒度粉体制备和性能表征方法、具有初步粉体制备实验技能、编制技术文件技能等。（三）实施说明1 教学方法课堂讲授中重点对基本概念、基本方法、基本原理和分析问题的思路进行讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实验、作业和自学，调动学生学习的主观能动性，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；讲课中要联系专业实际注重培养学生的自主创新能力。2. 教学手段本课程属于专业方向课，在教学中采用电子教案、CAI课件和多媒体教学体系等先进教学手段，确保在有限的学时内，全面、高质量地完成本课程教学任务。3. 实验教学要求学生利用细磨设备中的球磨机制备细粉的基本方法进行实验，巩固和加深学生对球磨机的结构、工作原理及球磨机研磨效果影响因素的理解，培养学生实际操作技能，提高学生分析、解决问题的能力。 （四）对先修课的要求 本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程为高等数学、工程制图、无机化学、粉体材料基础等课程。本课程为粉体材料与工程类各专业毕业设计的学习打下良好的粉体工程基础。 （五）对习题课、实践环节的要求1. 对重点、难点章节（如粉末粒径的分布、粉末性能的表征方法、平均粒径的检测方法、矿物原料的破碎、细碎和超细粉磨、粉体的分级、分离及输送等）应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。2. 课后作业要适量，内容要多样化，作业题必须包括基本概念、基本理论及应用粉体工程基本理论分析解决问题等内容，作业要能起到巩固理论、掌握粉体制备方法和技巧，提高分析问题解决问题的能力。对于作业中的重点、难点问题，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。学生必须独立、按时完成课程后指定习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程平时成绩的一部分。3. 每个学生要完成大纲中规定的必修实验。通过实验环节，要求学生掌握球磨机、筛分机、激光粒度仪等常规实验仪器、设备的操作方法，获得实验操作的基本训练。4. 每项实验要求学生自学实验指导书，写出预习报告，做好实验过程记录，实验结束后，整理实验数据，写出合格的实验报告。实验成绩作为评定该课程成绩的一部分。 （五）对习题课、实验环节的要求习题要求：习题是本课程的一个不可缺少的环节，每一部分都应有足够的习题练习，针对需掌握及难理解的内容选择习题。每部分教学内容结束后，结合重点和难点内容，安排适当、适量习题；习题类型有论述型、基本理论型和概念型等。 （六）课程考核方式1考核方式：考试。2考核目标：在考核学生对粉体工程的基本知识、基础理论和基本方法掌握程度的基础上，重点考核学生对粉体工程基本理论的掌握程度、运用所学知识分析问题、解决问题的能力。3. 成绩构成：本课程的总成绩由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤及课堂回答问题情况等）10%，实验成绩占20%，期末成绩占80%。平时成绩由任课教师视出勤和作业完成情况按百分制给出；实验成绩由实验教师根据预习报告、实验过程表现、实验报告等相关规定按百分制给出，实验无成绩或实验成绩不及格者取消期末该课程考试资格，该课程的总成绩直接以不及格计。（七）主要参考书目:1.粉体工程，蒋阳，陶珍东主编，武汉理工大学出版社，2008年12月； 2.陶瓷工业机械设备，张柏清编，中国轻工业出版社，2006年07月；3. 粉体加工技术，卢寿慈编，中国轻工业出版社，1999年4月；4. 粉体工程与设备，陶珍东，郑少华主编，化学工业出版社，2003年8月。二、中文摘要本课程是粉体材料与工程类专业学生必修的一门实践性很强的主干专业方向课程。课程通过对粉末性能与表征、粉体的表面及界面化学、矿物原料制备粉体、分级分离、粉体输送等内容的讲授，使学生掌握粉体颗粒特性、粉体制备、分级分离等基本知识、基本原理和基本方法，能够采用不同方法表征粉体的性能，采用不同的破碎设备制备性能相近粉体，根据具体要求采用不同的分级分离和输送方法，并具有分析解决粉体材料中某些问题的能力。课程主要内容包括粉末性能及其表征、非金属矿物粉体的破碎、细磨和超细磨、粉体的分级、粉体的分离、输送、贮存、混练和造粒及其粉体应用等方面的内容。本课程将为毕业设计等奠定重要的基础。三、课程学时总体分配表序号教学内容学时讲课实验上机1粉体工程概述222粉末的性能与表征8442.1粉末颗粒的粒径、分布及形状22.2粉末颗粒的粒径测量243粉体表面与界面化学444粉碎161244.1粉碎概述、粉碎基本理论24.2粉碎技术、方法、工艺24.3粉体破碎、细磨和超细磨845分级445.1分级概述、分级原理及设备25.2颗粒流体系和超细粉体的分级原理及设备26分离446.1气固分离系统的分离26.2液固分离系统的分离及干燥27混合与造粒228粉体的贮存与粉体输送448.1粉体的贮存28.2粉体的输送29粉体应用44四、教学内容及基本要求第1部分 粉体工程概述总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0具体内容: 1)明确本课程研究的内容、性质和任务； 2)掌握粉体颗粒的种类及特性；3)了解粉体应用的相关产业。重 点:粉体颗粒的种类及特性。难 点:粉体颗粒的种类及特性。第2部分 粉体的性能与表征总学时(单位：学时):8 讲课:4 实验:4 上机:0第2.1部分 粉末的性能与表征（讲课2学时）具体内容:1) 粉末颗粒粒径与形状； 2) 粉末的粒径分布； 3) 粒径分布函数。重 点： 粉末粒径的表征、粉末粒径分布。难点：粉末粒径的表征、粉末粒径分布。习 题：1.粒径的定义；2.平均粒径的定义；3.粒径分布的频率和累计分布计算及绘制直方图；第2.2部分 粉末粒径的测量（讲课2学时，实验4学时）具体内容:1) 粉末粒径的测量方法；2）平均粒径的计算。重 点： 粉末粒径的测量和计算。难点：粉末粒径的测量和计算。习 题：1.粉末平均粒径的计算。实 验： 筛分法检测粉体粒度和粉体粒度的激光检测（4学时）。第3部分 粉体表面与界面化学总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0具体内容:1） 粉体的表面现象与表面能；2） 粉体颗粒在气相中的分散；3） 粉体颗粒在液相中的分散； 重 点： 粉体颗粒在气相和液相中的作用力及分散方法和原理。难 点：粉体颗粒间团聚的内在作用力分析。习 题：1） 粉体颗粒在气相中的相互作用力，对粉体颗粒分散的作用；2） 粉体颗粒在液相中的相互作用力，对粉体颗粒分散的作用；3） 粉体在液体中分散，如何调控其分散性能？4） 粉体在气相中分散，如何调控其分散性能？第4部分 粉碎总学时(单位：学时):16 讲课:12 实验:4 上机:0第4.1部分 粉碎概述及基本理论 （讲课2学时）具体内容：1） 粉碎概论；2） 粉碎模型和粉碎方式；3） 粉碎能耗理论；4） 粉碎动力学；5） 格里菲斯裂纹理论学说。重 点：粉碎模型和粉碎方式，粉碎能耗理论，格里菲斯裂纹理论学说。难 点： 粉碎能耗理论。习 题： 1）常用的粉碎方法； 2）粉碎模型的种类；3）试用格里菲斯裂纹理论学说解释无机非金属材料实际强度仅是理论强度的1/100-1/1000的内在原因；4）粉碎过程速率的影响因素。第4.2部分 粉碎技术（讲课10学时，实验4学时）具体内容：1） 粉碎方法、粉碎设备、工作原理及特性；2） 粉磨方法、粉末设备、工作原理及特性；3）超细粉碎方法、超细粉碎设备、工作原理及特性；4）粉体制备规程中的影响因素。重 点： 粉体制备过程的影响因素及工艺参数的确定，各种粉碎设备的工作原理及粉体产品的性能。难 点：1）粉碎设备工作原理、粉碎过程参数选定。习 题：1） 常用粉碎设备的类型；2） 分析颚式破碎机的工作原理；3） 常用粉磨设备的类型；4） 分析球磨机的工作原理和性能特性；5） 衬板的作用；6）常用超细粉磨设备的类型；7）分析搅拌磨的工作原理及性能特点。实验上机：粉体制备实验（4学时）第5部分 粉体分级总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0具体内容：1）分级概述；2）筛分机理及设备；3）颗粒流体系的分级原理与设备；4）超细粉分级原理及设备。重 点：颗粒流体系的分级原理，超细粉分级原理。难 点：离心分离、旋风分级的原理，超细粉分级原理。习 题：1） 影响筛分过程的因素；2） 试述筛分机理；3） 筛分常用设备种类；4） 颗粒流体系常用的分级方法；5） 离心分级原理；6） 干法超细粉分级基本原理、分级设备类型及特点；7）湿法超细粉分级的主要设备。第6部分 分离总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0 具体内容：1）分离概述；2）气固系统分离；3）液固系统分离；4）滤饼的干燥。重点： 气固系统、液固系统分离原理、分离设备的工作原理、性能及特点。难点： 分离原理及分离设备工作原理。习 题：1）分离的定义；2）气固系统分离过程与液固系统分离过程各分哪些阶段；3）收尘装置按分离原理可分为哪些？4）旋风收尘器的结构、工作原理及各类型的特点；5）电收尘器的结构、工作原理及分类；6）过滤操作的基本原理。第7部分 混合造粒总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0具体内容：1） 混合机理及混合效果评价；2） 影响混合的因素；3） 混合设备类型及工作原理；4） 造粒的方法。重 点：混合机理与混合效果评价、影响混合的因素、颗粒群的凝聚、造粒方法。难 点：混合机理与混合效果评价、造粒影响因素。习 题： 1）混合的定义；2）混合程度的评价指标；3）混合的机理；. 4）影响混合效果的因素有哪些？5）不同造粒方法的机理及其常用设备、所得颗粒的形状和特点。第8部分 粉体的贮存与输送总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0具体内容：1）粉体的贮存；2）气固两相流的输送理论；3）固气两相流输送设备；4）粉体机械输送设备。重点： 气固两相流的输送理论、固气两相流输送设备、粉体机