《粉体工程》课程教学大纲

《粉体工程》课程教学大纲课程代码：ABCL0650课程中文名称:粉体工程课程英文名称：PowderEngineering课程性质：选修课程学分数：1.5课程学时数：24授课对象：无机非金属材料工程专业本课程的前导课程：高等数学，无机化学，物理化学一、课程简介粉体工程是一门新兴的多学科交叉的综合性技术科学，它既与若干基础科学相毗邻，又与工程应用广泛相连；众多行业和部门，如材料、化工、冶金、医疗、电子、食品、环境和能源等生产过程都直接或间接地运用这一学科的知识。与化学、物理、力学等基础学科相关，表现出跨学科、跨技术的交叉性和基础理论的概括性。它系统的阐述了粉体的性能与表征、粉体表面与界面化学、粉碎、分级、分离、混合、造粒、贮存、输送、金属粉体制备、超细粉体的制备和粉尘的危害与防护等有关的粉体制备、设备及单元操作过程的知识，培养学生分析、解决粉体工程实际问题的能力及研究开发的初步能力。通过学习该课程，应达到的如下教学要求：1、掌握粉体工程基础知识；2、掌握粉体的制备技术；3、掌握粉体工程的基本技术与分析方法；4、了解粉体制备与处理工艺及装备技术；5、具备从粉体科学的角度表征粉体特性的基本能力。二、教学基本内容和要求1、粉体的性能与表征课程教学内容：粒径、粒度及粒度分布、平均粒径、颗粒的形状及表征、粒径测量方法分类、显微镜法、筛分法、重力沉降光透法、激光衍射法、表表面法、粉体的堆积性质、粉体的摩擦性质、粉体压缩性与成形性课程的重点、难点：重点：粉体粒度及粒度分布、粒径测量方法；难点：激光衍射法的基本原理课程教学要求：（1）了解粉体工程发展、特点、分类、应用，粉末粒径测量的方法，粉体的堆积、摩擦性质；（2）理解粉体颗粒的粒径与形状的分类，各种测量方法的基本原理，粉体的压缩性与成形性；（3）掌握粉体颗粒粒径与形状的表征，各种粉粒径测量方法的优缺点以及适用性，粉体的性质对粉体制备、粉体加工工程等的影响。2、粉体表面与界面化学课程教学内容：粉体颗粒表面现象与表面能、表面活性、粉体颗粒的分散、分散体系、颗粒在空气中的分散、颗粒在液体中的分散、粉体颗粒的表面改性、改性的机理与目的、改性的方法、改性效果的评价课程的重点、难点：重点：固体的表面现象和表面能，固体表面活性及活化位，粉体的凝聚和分散；难点：空间位阻效应和双电层效应课程教学要求：（1）了解粉体聚集、凝结、絮凝和团聚现象，粉体改性效果的评价；（2）理解粉体颗粒的表面现象和表面能与表面活性，粉体的润湿性，粉体颗粒的表面改性机理与目的；（3）掌握润湿性的判别，粉体在气体中的凝聚力，颗粒在液体中的凝聚力，空气中粉体的分散措施，颗粒在液体中的凝聚力分析与比较及分散调控措施，粉体改性的方法。3、粉碎课程教学内容：粉碎与粉碎比、粉碎级数、粉碎流程、粉碎功耗理论、粉碎方法、破碎设备、粉磨设备、超细粉碎机械课程的重点、难点：重点：各种破碎机的构造、工作原理及性能；难点：粉碎功耗理论课程教学要求：（1）了解粉碎的基本概念、破碎和粉磨的分类、破碎和粉磨的尺寸范围、粉碎的基本过程和粉碎动力学、粉碎的基本操作和各种新型粉碎设备；（2）理解粉碎模型、Griffith微裂纹理论、破碎设备的工作原理；（3）掌握粉碎的方法、粉碎过程中裂纹的形成与扩展原因、目前广泛使用的粉碎设备的构造、工作原理和优缺点。4、分级课程教学内容：分级、分级效率、分级粒径、分级精度、分级设备的切割粒径、分级流程与计算、筛分原理、影响筛分过程的因素、筛分设备、颗粒流体系统分级原理与设备、超细粉分级设备课程的重点、难点：重点：分级效率与筛分原理；难点：分级设备的工作原理和流程课程教学要求：了解各种分级设备的发展趋势；理解各种分级设备的结构、工作原理及性能特点；掌握分级、分级效率、分级粒径、分级精度、筛分等基本概念。5、分离课程教学内容：分离的意义、收尘器类型、分离效率、离心式分离器、过滤式分离器、重力分离器、电收尘器、气固系统分离、液固分离、干燥课程的重点、难点：重点：分离效率和液固分离；难点：分离设备的工作原理和流程课程教学要求：（1）了解气固分离的特点与收尘装置，过滤技术以及过滤设备的现有状况及发展趋势，干燥器的类型及干燥器的选用原则；（2）理解气固分离的性能，浓缩与过滤基本概念，干燥速度等对粉体干燥性能的影响；（3）掌握分离、气固分离和液固分离的基本概念，浓缩与过滤在液固分离中的应用，干燥过程的基本理论。6、混合与造粒课程教学内容：混合机理、影响混合的因素、混合质量评价、混合质量检验、机械均化设备、气力均化设备、连续混合、预均化堆场、造粒、造粒方法、粒化机理、粒化流程、影响粒化的因素、干压坯料造粒工艺、干压成型对团粒的质量要求、团粒的质量控制课程的重点、难点：重点：混合与造粒机理、方法；难点：混合和造粒设备的工作原理和流程课程教学要求：（1）了解混合效果的评价方法，混合过程与混合的速度，混合方法，造粒的原因；（2）理解混合机理；颗粒群凝聚的特点与原因；（3）掌握混合基本概念以及影响混合的因素，各种造粒的方法及各自优缺点。7、粉体的贮存与粉体输送课程教学内容：物料贮存的作用与分类、仓内粉体的重力流动、固气两相流与固液两相流的输送原理、颗粒的流体输送的分类和特点、浓度与混合比、沉降速度与悬浮速度、固气两相流的压力损失、固气两相流输送设备、输送设备的分类、胶带输送机、螺旋输送机、斗式提升机、气力输送等课程的重点、难点：重点：料仓内粉料流动形式和料仓的压力及压力分布、各种输送设备的工作原理及性能特点；难点：料仓及料斗的设计课程教学要求：（1）了解物料贮存的分类和仓内粉体重力流动的特性，固气两相流输送的分类、特点、设备类型，粉体机械输送设备的类型；（2）理解物料贮存的作用，固气两相流的输送原理，理解各种粉体机械输送设备的工作特点；（3）掌握固气两相流输送过程中浓度与混合比、沉降与悬浮速度等工艺参数对输送过程的影响，各种粉体机械输送设备在材料工程中的应用特点。8、金属粉末制备课程教学内容：还原法制取金属粉末、还原过程的基本原理、碳还原法制取铁粉工艺与原理、气体还原法、金属热还原法、雾化法生产金属粉末、二流雾化法、离心雾化法、电解法制备金属粉末、水溶液电解法，熔盐电解法课程的重点、难点：重点：雾化法生产金属粉末；难点：各种方法制备的基本原理课程教学要求：（1）了解还原的方法种类，雾化法制备金属粉末的基本原理，水溶液电解与熔盐电解法制备金属粉末的基本原理；（2）理解还原过程的基本原理，粉体制备方法的工艺参数。（3）掌握固体碳还原法、气体还原法以及金属热还原法三种常用还原方法。9、超细粉末的制备课程教学内容：气溶胶颗粒的制备、气溶胶的概念、装备、气相反应合成超微粉末颗粒、气相反应技术与原理、化学气相反应法、气相燃烧法，热解法、激光诱导合成超细颗粒、气相蒸发法、液相反应制备粉末颗粒、溶剂蒸发法、喷雾热解法、沉淀法、水解法、氧化还原法、水热法与溶剂热法、溶胶-凝胶法，微乳液法、固相反应制备粉末颗粒、机械粉碎法、固相化学反应法、固态燃烧合成法课程的重点、难点：重点：液相法制备粉体技术；难点：化学制备的基本原理课程教学要求：（1）了解气溶胶的制备方法，气相反应合成超微粉末颗粒的方法，液相反应合成超微粉体颗粒目前发展的现状，固体燃烧合成法；（2）理解气溶胶的概念，气相反应合成超微粉末颗粒的原理，几种常用液相反应合成超微粉末颗粒的原理，固相法制备超微粉末颗粒的原理；（3）掌握气相反应合成超微粉体颗粒的基本步骤，液相反应合成超微粉体颗粒的方法，机械粉碎法与固相化学反应法的基本过程、特点与应用。10、粉尘的危害与保护课程教学内容：粉尘的来源、粉尘的分类、粉尘的性质及其危害、粉尘对呼吸系统的影响、颗粒在呼吸系统中的穿透、沉积、摄入颗粒的危害、临界值、粉尘致病的机理、粉尘防护、燃烧和爆炸、粉尘爆炸的基本概念、粉尘爆炸的特点、粉尘爆炸的机理及发生爆炸的条件、粉尘爆炸的影响因素、粉尘爆炸的预防和防护课程的重点、难点：重点：粉尘致病和粉尘爆炸的防护措施；难点：粉尘爆炸机理课程教学要求：（1）了解粉尘的来源、分类、性质及其危害，粉尘对呼吸系统的危害性，粉尘爆炸的危险性以及特点；（2）理解粉尘爆炸的机理以及产生的条件；（3）掌握粉尘致病的机理以及防护的方法，粉尘爆炸的影响因素以及防护的方法。三、实验教学内容及基本要求无四、教学方法与手段多媒体配合板书讲授。这样一方面能够生动形象的展示粉体设备和单元操作等的有关知识，同时能够调动学生的学习积极性，提高教学效果。五、教学学时分配章节与内容课时作业量备注1、粉体的性能表征32~32、粉体表面与界面化学32~33、粉碎22~34、分级22~35、分离2