第1章緒論 001
1.1粉體的基本定義 001
1.2粉體工程研究的內容 001
1.3粉體顆粒的種類 003
1.3.1原級顆粒 003
1.3.2聚集體顆粒 003
1.3.3凝聚體顆粒 004
1.3.4絮凝體顆粒 004
1.4粉體的分類及特點 005
1.5與粉體有關的產業 005
1.5.1以粉體為主體的相關產業 005
1.5.2在生產工藝的重要部分與粉體相關的產業 005
1.6粉體工程的學習任務 006

第2章粉體粒度分析及測量 007
2.1單顆粒的粒度 007
2.1.1三軸徑 007
2.1.2定向徑 008
2.1.3當量直徑 009
2.2顆粒形狀因數 010
2.2.1扁平度m與延伸度n 010
2.2.2形狀繫數 010
2.2.3球形度 011
2.3粒度分布 012
2.3.1頻率分布 012
2.3.2累積分布 014
2.3.3頻率分布和累積分布的關繫 015
2.3.4表征粒度分布的特征參數 015
2.4顆粒粒度的測量 018
2.4.1粒度測量方法 018
2.4.2粒度測量方法的選擇 023
2.4.3粉體試樣的取樣方法 024

第3章粉體填充與堆積特性 028
3.1粉體的填充評價指標 028
3.1.1堆積密度B 028
3.1.2填充率 028
3.1.3空隙率 028
3.1.4配位數k(n) 028
3.2粉體顆粒的填充與堆積 029
3.2.1等徑球體顆粒的填充 029
3.2.2不同尺寸球形顆粒的填充 031
3.2.3實際顆粒的堆積 033

第4章粉體的潤濕 035
4.1粉體顆粒的作用力 035
4.1.1範德瓦耳斯力 035
4.1.2靜電引力 036
4.1.3毛細力 036
4.1.4磁性力 036
4.1.5機械咬合力 036
4.2粉體層中的液體 036
4.3粉體表面的潤濕性 037
4.4液橋 038
4.5液體在粉體層毛細管中的上升高度 041
4.5.1抽吸壓力（抽吸勢） 041
4.5.2液體在粉體層毛細管中的上升高度 042
4.6粉體潤濕的應用 043

第5章粉體層靜力學 045
5.1粉體的摩擦特性 045
5.1.1內摩擦角 045
5.1.2安息角 051
5.1.3壁摩擦角及滑動摩擦角 052
5.1.4運動摩擦角 052
5.2粉體壓力計算 053
5.2.1詹森（Janssen）公式 053
5.2.2料鬥的壓力分布（錐體） 055

第6章超微粉體特性 057
6.1表面效應 057
6.2小尺寸效應 059
6.3量子效應 060
6.4磁學性質 062
6.4.1磁學性能 062
6.4.2磁電阻性能 063
6.5電學性質 065
6.6催化性質 065
6.6.1催化劑的定義 065
6.6.2催化反應基本特征 065
6.6.3催化劑組成 067
6.6.4催化劑主要分類 068
6.6.5非均相催化的催化反應速率與顆粒尺寸的關繫 068

第7章固相法制備粉體 070
7.1機械粉碎法制備粉體原理及技術 070
7.1.1粉碎的基本概念 070
7.1.2被粉碎物料的基本物性 073
7.1.3材料的粉碎機理 077
7.1.4粉碎工藝 087
7.1.5粉碎機械力化學 093
7.2熱分解法 099
7.2.1草酸鹽的分類 100
7.2.2草酸鹽的熱分解 100
7.2.3氧化鋅超細粉體的制備 102
7.3固相反應法 104

第8章氣相合成超微粉體材料 105
8.1氣相合成原理 105
8.1.1氣相合成超微粉體生成條件 106
8.1.2氣相合成中的粒子成核 107
8.1.3氣相合成中的粒子生長及粒徑控制 109
8.1.4氣相合成中的粒子凝聚 110
8.1.5氣相合成中的粒子形貌控制和表面修飾 111
8.2物理氣相合成 111
8.2.1蒸發-冷凝法中的幾個基本問題 112
8.2.2真空蒸發-冷凝法 113
8.2.3惰性氣體蒸發-冷凝法 114
8.2.4蒸發-冷凝法中的加熱方式 115
8.3化學氣相合成 117
8.3.1金屬超微粉 117
8.3.2氧化物超微粉體 117
8.3.3氮化物超微粉體 118
8.3.4碳化物超微粉體 119
8.3.5化學氣相合成進展 119
8.3.6化學氣相合成中的加熱方式 120

第9章液相合成超微粉體材料 123
9.1液相化學合成技術的特征與類型 123
9.2沉澱法合成超微粉體材料 123
9.2.1直接沉澱法 123
9.2.2共沉澱法 124
9.2.3均勻沉澱法 125
9.3溶劑蒸發法合成超微粉體材料 126
9.3.1噴霧干燥法 127
9.3.2噴霧熱解法 127
9.3.3冷凍干燥法 131
9.4醇鹽水解法合成超微粉體材料 134
9.5水熱合成超微粉體材料 135
9.5.1高溫高壓下溶液的水解 135
9.5.2鹽溶液的水熱反應 135
9.5.3包含相變的水熱反應過程 136
9.5.4金屬水熱反應制備氧化物超微粉體 137
9.6溶膠-凝膠法合成超微粉體材料 138
9.6.1膠體的性質 138
9.6.2正離子水解制備溶膠 139
9.6.3溶膠-凝膠法制備超微粉體材料 141
9.7液相合成超微粉體材料過程的工程特征 141

第10章粉體的分散與表面改性 143
10.1粉體的分散 143
10.1.1粉末顆粒在空氣中的分散 143
10.1.2固體顆粒在液體中的分散 144
10.2粉體表面改性 151
10.2.1概述 151
10.2.2表面改性劑及作用 153
10.2.3粉末顆粒的表面改性方法 157
10.2.4表面改性工藝 161
10.2.5表面改性設備 162
10.2.6改性效果評價 167

第11章粉體材料的輸送與貯存 168
11.1粉體材料的輸送 168
11.1.1膠帶輸送 168
11.1.2螺旋輸送 171
11.1.3氣力輸送 175
11.2粉體材料的貯存 181
11.2.1粉體貯存的作用 181
11.2.2粉體貯存的分類 181
11.2.3粉體流動的流型 182
11.2.4粉體貯倉初步設計 191
11.2.5顆粒貯存和流動時的偏析 192
11.2.6結拱效應 194

第12章混合與造粒 197
12.1混合 197
12.1.1混合機理 197
12.1.2混合過程 197
12.1.3影響混合的因素 198
12.1.4混合程度的評價 200
12.1.5混合機的類型 201
12.2造粒 203
12.2.1造粒定義 203
12.2.2造粒的目的 203
12.2.3造粒方法 204

第13章粉塵的危害與防護 207
13.1粉塵的定義 207
13.2粉塵的來源及分類 207
13.2.1生產過程與生產性粉塵的來源 207
13.2.2粉塵的分類 208
13.3粉塵的特性 208
13.3.1粉塵的潤濕性 208
13.3.2粉塵的分散度 208
13.3.3粉塵的溶解度 209
13.3.4粉塵的荷電性 209
13.3.5粉塵的爆炸性 210
13.4粉塵對人體健康的影響 210
13.4.1粉塵在呼吸道的沉積 210
13.4.2粉塵從肺內的排出 210
13.4.3粉塵對人體的致病作用 210
13.5粉塵的爆炸性危害 211
13.5.1粉塵爆炸機理及特點 211
13.5.2影響粉塵爆炸的因素 212
13.6粉塵爆炸的預防與防護 213
13.6.1粉塵爆炸的預防 213
13.6.2粉塵爆炸的防護 214

參考文獻 216

粉體材料科學與工程屬於新興的綜合性學科，涉及材料、化工、電子、機械、冶金、醫藥等學科的知識。隨著科學技術的快速發展，在粉體材料制備、粉體材料改性、粉體材料分析檢測等方面的新技術和高端設備的不斷更新和發展下，粉體工程學的內涵不斷拓展，對粉體材料的制備、表征及應用也有了更高的要求。作為新時代的科技人員，從事粉體材料科學與工程相關領域的研究，需要了解掌握微米及納米尺度粉體材料的制備方法、改性技術和表征手段等知識。
本書結合國家新工科專業的創新性改革發展對材料科學與工程學科的教學要求和粉體材料高純化、納米化的發展趨勢，在粉體工程、超微粉體加工技術、納米材料制備技術、粉體材料表面改性、粉體測試與分析等現有相關著作論述的基礎上編寫而成。本書不僅涉及對微米級粉體的制備與表征內容的論述，也涉及對納米粉體材料的制備與表征內容的論述，實現了全尺寸粒徑粉體材料的相關知識論述，能更好地滿足廣大讀者的需要。
本書由吳玉勝、李明春、王昱征、李來時四位老師共同編寫完成，其中吳玉勝老師負責第7、8、9章的編寫和全書的統稿工作，李明春老師負責第4、5、6章的編寫工作，王昱征老師負責第2、12、13章的編寫工作，李來時老師負責第1、3、10、11章的編寫工作。在本書的編寫過程中也得到了瀋陽工業大學功能材料教研室其他同仁的大力支持，在此表示感謝。
由於編者水平有限，書中難免存在疏漏之處，希望讀者批評指正。

編者
2022.3