本書是根據“新工科”普通高等學校粉體材料科學與工程專業人纔培養方案，結合工程教育專業認證標準而編寫的教材。全書共6章，以粉體材料的粉體的性質、制備和用途為主線，闡述粉體的基本特性與表征，粉體的物理化學性質，各種無機材料操作的基本過程、原理、技術與制備，粉末的制備的物理、化學基本原理以及相關的技術與制備，具有時代性和實用性。

本書即是高等院校粉體材料科學與工程專業教材，也可供粉體加工從業者、科研人員參考閱讀。

李月明，景德鎮陶瓷大學，院長，教授，博士生導師，江西省政府特殊津貼專家，江西省主要學科學術和技術帶頭人，江西省教學名師。現任景德鎮陶瓷大學材料科學與工程學院院長，陶瓷材料工程國家 級實驗教學示範中心主任，中國輕工業功能陶瓷材料重點實驗室主任，江西省能量轉換與儲存陶瓷材料工程實驗室主任；兼任中國硅酸鹽學會陶瓷分會常務理事兼日用陶瓷專業委員會副主任，中國硅酸鹽學會特陶分會理事，中國儀器儀表學會儀表功能材料分會理事，全國工業陶瓷標準化技術委員會委員，全國材料學實驗教學研究會理事，江西省光伏專業負責人協作會副理事長，《材料大詞典》（第 二版）無機非金屬材料分支編委，《中國大百科全書（第三版））》無機非金屬材料學科編委，件與材料》、《陶瓷學報》期刊編委。



主要研究方向為功能陶瓷材料、傳統陶瓷材料。在低膨脹陶瓷材料、無鉛壓電陶瓷、微波介質陶瓷、陶瓷色釉料等方面的研究中取得重要成果。主持、參與並完成了國家科技支撐計劃、國防軍工、國家自然科學基金和省部級科技項目30餘項，獲得國家科技進步二等獎1項，江西省科技進步一等獎1項、二等獎2項、三等獎2項，自然科學三等獎1項。在國內外重要期刊上發表學術論文216篇，其中118篇被SCI、EI收錄，SCI論文總引用次數900餘次。申請國家發明專利24項，已獲授權13項。主持 無機非金屬材料工程特色專業， 、江西省無機非金屬材料工程專業卓 越工程師人纔培養，面向行業的無機非金屬材料工程應用型人纔創新實驗區等教學質量工程項目和江西省重點教學研究項目15項，獲得江西省教學成果一等獎2項、二等獎1項，主編出版國家“十一五”規劃教材1部，普通高等學校教材1部，副主編出版教學研究專著1部。獲江西省優秀教材一等獎2項。 

第1章緒論 001

1.1顆粒的概念和特性 002

1.1.1顆粒的概念 002

1.1.2顆粒的特性 003

1.2粉體的概念和特性 003

1.2.1“粉”與“粒”的關繫 003

1.2.2粉體的概念 003

1.2.3粉體的特性 004

1.3粉體技術的發展趨勢 005

1.3.1粉體技術的沿革 005

1.3.2粉體技術的發展趨勢 006



第2章粉體的基本特性及表征 007

2.1粉體的幾何特性 007

2.1.1粉體的形態特性 008

2.1.2粒徑與粒度分布 018

2.1.3粉體比表面積 025

2.1.4粉體幾何特性的表征 026

2.2粉體的堆積特性 031

2.2.1等徑球形顆粒的規則堆積 033

2.2.2等徑球形顆粒的隨機堆積 034

2.2.3異徑球形顆粒的堆積 035

2.2.4非連續尺寸粒徑的顆粒堆積 036

2.2.5連續尺寸粒徑的顆粒堆積 036

2.2.6粉體致密堆積理論與經驗 036

2.3粉體的壓縮特性 039

2.3.1壓縮機理 039

2.3.2壓縮應力分布 040

2.3.3壓縮度 040

2.3.4粉體的壓縮性 041

2.3.5粉體的成形性 041

2.3.6粉體壓制成型的影響 041



第3章粉體的理化性能 043

3.1粉體的表面物理化學特性 043

3.1.1粉體的表面與界面效應 044

3.1.2粉體吸附特性 046

3.1.3粉體表面潤濕特性 052

3.1.4粉體的凝聚與分散 055

3.1.5粉體的催化性能 059

3.2粉體的物理特性 059

3.2.1光學性能 060

3.2.2熱學性能 066

3.2.3電學性能 069

3.2.4磁學性能 073

3.3粉體的流體力學特性 075

3.3.1顆粒在流體中的沉降 075

3.3.2顆粒在流體中的懸浮 081

3.3.3流體在顆粒中的流動 083



第4章粉體的制備方法 085

4.1固相法 085

4.1.1熱分解反應法 086

4.1.2固相化學反應法 087

4.1.3自蔓延高溫燃燒合成法 088

4.1.4固態置換方法 089

4.2液相法 089

4.2.1沉澱法 089

4.2.2絡合沉澱法 091

4.2.3水熱法 091

4.2.4水解法 092

4.2.5溶劑熱法 093

4.2.6溶膠-凝膠法 094

4.2.7微乳液法 097

4.2.8噴霧熱分解法 098

4.2.9還原法 099

4.3氣相法 100

4.3.1等離子體法 100

4.3.2化學氣相沉積法 102



第5章氧化物陶瓷粉體的制備 105

5.1氧化鋁粉體的制備 105

5.1.1拜耳法制備氧化鋁粉體 107

5.1.2燒結法制備氧化鋁粉體 109

5.1.3聯合法制備氧化鋁粉體 110

5.1.4氧化鋁粉體的用途 113

5.1.5超細氧化鋁粉體制備技術進展 116

5.2氧化鋯粉體的制備 117

5.2.1氧化鋯的性質 117

5.2.2氫氧化鈉燒結法制備氧化鋯粉體 119

5.2.3氧氯化鋯煆燒制備二氧化鋯 130

5.2.4碳酸鈣或氧化鈣燒結法制備氧化鋯 132

5.2.5氟硅酸鉀燒結法制備工業級二氧化鋯 135

5.2.6納米氧化鋯粉體的制備 136

5.2.7氧化鋯粉體的用途 147

5.3其他氧化物粉體的制備 150

5.3.1TiO2粉體的制備及用途 150

5.3.2SiO2粉體的制備及用途 158

5.3.3氧化鈹粉體的制備及用途 165

5.3.4氧化鎂粉體的制備及用途 171

5.3.5氧化錫粉體的制備及用途 175

5.3.6氧化鈾粉體的制備及用途 176

5.3.7碳酸鈣粉體的制備及用途 179

5.3.8硅酸鋯粉體的制備及用途 185



第6章非氧化物陶瓷粉體的制備 189

6.1碳化硅陶瓷粉體的制備 189

6.1.1碳化硅的性質 189

6.1.2碳化硅粉體的用途 191

6.1.3碳熱還原法 192

6.1.4自蔓延高溫合成法 193

6.1.5機械粉碎法 194

6.1.6溶膠凝膠法 195

6.1.7聚合物分解法 196

6.1.8化學氣相沉積法 196

6.1.9等離子體法 197

6.1.10激光法 198

6.2碳化硼陶瓷粉體的制備 199

6.2.1碳化硼的性質 199

6.2.2碳化硼粉體的用途 201

6.2.3碳熱還原法 201

6.2.4自蔓延高溫合成法 202

6.2.5機械合金化法 204

6.2.6化學氣相沉積法 205

6.2.7溶劑熱合成法 206

6.2.8溶膠凝膠法 206

6.3碳化鈦陶瓷粉體的制備 208

6.3.1碳化鈦的性質 208

6.3.2碳化鈦粉體的制備 210

6.3.3碳化鈦粉體的用途 226

6.4氮化硅陶瓷粉體的制備 233

6.4.1氮化硅陶瓷粉體的性質 233

6.4.2碳熱還原法 234

6.4.3硅粉直接氮化法 235

6.4.4鹵化硅氨解法 236

6.4.5氮化硅陶瓷粉體的用途 236

6.5氮化硼陶瓷粉體的制備 238

6.5.1氮化硼粉體的性質 238

6.5.2氮化硼粉體的制備方法 239

6.5.3氮化硼粉體的主要用途 242

6.6氮化鋁陶瓷粉體的制備 243

6.6.1氮化鋁粉體的性質 243

6.6.2氮化鋁粉體的制備方法 244

6.6.3氮化鋁粉體的應用 245

6.7氮化鈦陶瓷粉體的制備 245

6.7.1氮化鈦陶瓷粉體的基本性質 245

6.7.2氮化鈦陶瓷粉體的制備方法 246

6.7.3氮化鈦陶瓷粉體的主要用途 248

6.8塞隆陶瓷粉體的制備 248

6.8.1塞隆陶瓷粉體的基本性質 248

6.8.2塞隆陶瓷粉體的制備 249

6.8.3塞隆陶瓷粉體的應用 251

6.9其他非氧化物陶瓷粉體的制備 252

6.9.1硼化物基本性能與粉體的制備 252

6.9.2硅化物性能與粉體的制備 261



參考文獻 267

本書是根據“新工科”普通高等學校粉體材料科學與工程專業人纔培養方案，結合工程教育專業認證標準而編寫的教材。

近年來，我國高技術陶瓷產業飛速發展，陶瓷粉體制備技術呈現日新月異的變化。為適應新形勢下粉體材料科學與工程專業的教學要求，培養高質量工程技術專業人纔，滿足陶瓷粉體行業快速發展的需求，結合工程教育專業認證標準，按照OBE人纔培養理念，依據科學性、先進性和繫統性的原則，吸收國內外現有教材、著作以及的研究成果和技術進展，組織景德鎮陶瓷大學、蘇州科技大學多位教授編寫此教材。

“粉體材料工藝學”是粉體材料科學與工程專業的一門重要的專業方向課程，課程的任務是繫統闡述粉體性能與特征及其表征方法，介紹粉體材料制備領域的研究成果，重點掌握各種陶瓷粉體的制備技術與工藝，了解粉體的應用領域。通過對本課程的學習，學生能夠從事相關粉體工程的科研、生產、管理以及銷售等工作，具備在陶瓷粉體工程及其相關領域解決復雜工程問題的能力。

本教材共6章，分別介紹了粉體的特征與表征，粉體的物理化學性能，粉體的通用制備方法以及各種氧化物和非氧化物粉體的性質、制備技術方法和應用，具有時代性和實用性。

全書由李月明擔任主編，謝志翔、石紀軍擔任副主編。第1章，第5章5.2、5.3節，第6章6.4～6.8節由景德鎮陶瓷大學李月明教授編寫；第2章，第3章，第6章6.9節由石紀軍副教授編寫；第4章，第5章5.1節由蘇州科技大學謝志翔副教授編寫；第6章6.1、6.2節由趙林副教授編寫；第6章6.3節由劉陽教授編寫。全書由顧幸勇教授審稿。

由於編者水平有限，書中疏漏之處在所難免，懇請讀者斧正。



編者 

2022年1月