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中国粉体技术
中国颗粒学会；济南大学；中国非金属矿工业协会矿物加工利用专业委员会
中国粉体技术

中国颗粒学会；济南大学；中国非金属矿工业协会矿物加工利用专业委员会

魏飞

双月刊

1008-5548

zgft@ujn.edu.cn

0531-82765659

250022

山东济南济微路106号

中国粉体技术/Journal China Powder Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊主要介绍在化学工程、冶金和材料工程、采矿和石油工程、机械工程、大气科学、应用物理学、应用化学、环保勤务员中涉及的颗粒的特殊概念、特性、现象等以及与粉体有关的工艺过程各单元，如粉碎、分级、混合、改性、造粒、干燥、烧结。散料输运、贮存、粉尘爆炸、粉体应用等也受到了关注。同时该刊也关注粉体及相关材料的合成、聚集、反应活性和稳定性的研究和测试。并重点报导对颗粒（粉体）的体系、结构及生产设备的认识和应用状况，促进涉及该领域内的冶金、化工、建材、石油、煤炭、地质、医药、食品、轻纺、农业、气象、环保、军工等众多行业根据不同理论和技术进行的科研交流。该杂志内容涉及了气溶胶、流态化、超微颗粒（分子级～100nm）、颗粒测试、颗粒制备和表面处理等多个学术、技术领域。
正式出版
收录年代

    颗粒增强铝基复合材料的制备与界面行为

    唐彬彬冯思雨段君元金培鹏...
    1-14页
    查看更多>>摘要：[目的]探讨颗粒增强铝基复合材料(particle-reinforced aluminum matrix composites,PAMCs)性能提升、应用前景等.[研究现状]概述PAMCs复合材料的主要制备方法,主要包括搅拌铸造法、原位合成法、粉末冶金法、喷射成形法、挤压铸造法、直接氧化法、高温水热合成法等;从结合方式、结合强度、界面表征等方面对PAMCs界面进行介绍;从强化机制和增强体因素等方面对界面力学性能进行概括.[结论与展望]复合材料的制备方法对增强体在基体中的分布、界面结合和性能产生显著影响,选择制备方法时应综合考虑所需的材料性能、生产成本及工艺可行性;界面结合对PAMCs的整体性能至关重要,良好的界面结合能提高材料的强度和韧性;强化机制决定材料的特性,通过成分设计、微观结构调控以及制备工艺优化等手段,实现多种强化机制的协同作用,可最大限度地提升材料的性能.未来的研究应致力于开发低成本、绿色环保等新型高效的制备技术,优化PAMCs的微观结构和性能;通过设计界面结构并调控界面反应等,可以进一步提升PAMCs的性能;控制界面反应也是PAMCs关键发展方向之一.

    铝基复合材料制备工艺颗粒增强界面行为

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    花岗岩石粉蒸压加气混凝土的制备及性能

    刘凤利罗娜谢煌王文慧...
    15-25页
    查看更多>>摘要：[目的]实现以大掺量(质量分数,下同)低品位硅质固废制备蒸压加气混凝土(autoclaved aerated concrete,AAC).[方法]研究不同掺量花岗岩石粉对AAC料浆发气、抗压强度和干密度等的影响,确定优化掺量配比;通过X射线衍射(X-ray diffractometer,XRD)、傅里叶转换红外光谱(fourier transform infrared spectrometer,FTIR)、场发射扫描电镜(scan-ning electron microscope,SEM)等表征手段对AAC微观性能进行分析.[结果]花岗岩石粉掺量为60％时,AAC抗压强度为3.02 MPa,干密度为523 kg/m3,性能较优;主要矿物成分为托贝莫来石、水化硅酸钙和残留的石英等;托贝莫来石、水化硅酸钙等水化产物与未反应的石英相互交织形成坚固的网状结构,使AAC致密并具有强度.[结论]花岗岩石粉主要含低活性SiO2,属于低品位硅质固废,以花岗岩石粉60％替代黄河特细砂制备AAC,物理力学性能可满足GB11968-2020中混凝土砌块抗压强度A 3.5、B 05级的性能要求.

    花岗岩石粉蒸压加气混凝土力学性能微观结构

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    离散元法在月面建造力学分析中的研究及应用

    周诚李浩然夏一峰周燕...
    26-42页
    查看更多>>摘要：[目的]为了深入了解月面建造过程中月壤的力学特性,评估月基装备性能,优化月面建造作业,开展离散元法(discrete element method,DEM)在月壤接触力学领域的应用调查研究,旨在利用离散元法为未来月球基地建设提供理论指导和技术支持.[研究现状]基于地质勘探、资源采集及运输、建造作业等月面原位建造任务场景,分析月壤颗粒的建模与参数标定,介绍月基装备与月壤的接触作用研究现状,概述离散元法在钻-壤作用模拟、铲-壤作用模拟、轮-壤作用模拟及足-壤作用模拟中的应用,探讨基于离散元法的天然月基承载力分析.[结论与展望]提出降低几何模型复杂度、优化粒间接触模型及参数是提高宏观尺度月壤离散元建模精度以应对大规模月面建造场景的有效方法.认为利用离散元法进行铲挖式月壤采集装置及足式月球车设计在未来可以为月面建造提供可靠的技术支持.面向月面建造,离散元法将在水冰资源利用、建筑物月面承载力分析等方面提供科学依据.

    月面建造离散元法月壤采集月基装备承载力

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    高掺量粉煤灰对水泥稳定煤矸石基层性能影响

    张博杰俞莉张东生张文博...
    43-50页
    查看更多>>摘要：[目的]为提高粉煤灰和煤矸石的利用率、减少天然碎石的开采,研究高掺量粉煤灰对水泥稳定煤矸石基层性能的增强机制,为高掺量粉煤灰在水泥稳定煤矸石基层中的应用提供理论依据.[方法]用煤矸石全部替代天然碎石作为骨料、并掺入适量粉煤灰替代骨料,制备水泥稳定煤矸石基层混合料;通过无侧限抗压试验、劈裂试验、抗压回弹模量试验、水稳定性试验、冻融试验研究混合料的力学性能和耐久性能;研究不同粉煤灰掺量(质量分数)下混合料的强度形成机制.[结果]粉煤灰质量分数为4％、8％时,水泥与粉煤灰发生火山灰效应,生成新的水化产物填充胶凝材料内部孔隙,提高了混合料的力学性能;粉煤灰质量分数为12％时,混合料的抗压回弹模量最大,荷载作用下混合料的变形量最小;粉煤灰掺量为16％时,粉煤灰在混合料中的微集料效应充分发挥,28 d龄期无侧限抗压强度和劈裂强度有明显提升,但抗压回弹模量减小.[结论]在不同粉煤灰掺量下,随着粉煤灰掺量的增加,混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度逐渐增大,抗压回弹模量先增大后减小;粉煤灰掺入后,混合料的水稳定性能和抗冻性能略有降低.

    煤矸石粉煤灰力学性能耐久性

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    海泡石纤维表面包覆二氧化硅增强油井水泥的力学性能

    胡陈张春梅苏晓悦梅开元...
    51-61页
    查看更多>>摘要：[目的]降低天然海泡石纤维的吸水性,提高海泡石纤维水泥浆的流动性能,改善水泥石的力学性能.[方法]通过酸-水热法对天然海泡石纤维进行除杂提纯,并采用正硅酸乙酯(tetraethyl orthosilicate,TEOS)水解在海泡石纤维表面包覆二氧化硅降低海泡石纤维的吸水性,探究海泡石纤维对油井水泥的浆体性能、力学性能影响;运用X射线衍射分析、热分析和扫描电子显微镜分析等方法表征水泥石的物相组成、水化程度及微观形貌.[结果]改性水泥的海泡石纤维最优质量分数为5％,固化7d的水泥石抗压、抗拉强度较未改性的分别提高了 10.98％、10.58％;海泡石纤维质量分数为5％的改性水泥石的峰值应力为35.76 MPa,峰值应变为3.97×10-2.海泡石纤维表面包覆SiO2后,在较低质量分数下(5％)就能够促进水泥水化.[结论]改性海泡石纤维水泥浆的流动性优于未改性的;在纤维掺量和养护时间相同的情况下,改性海泡石纤维水泥石的抗压强度和抗拉强度均高于未改性的;改性海泡石纤维对水泥石的增韧强化能力高于未改性海泡石纤维.

    海泡石纤维油井水泥力学性能二氧化硅

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    合成钙矾石-水化硅酸钙复合晶种的水泥早强效应

    李佳全佟钰冷雨虹王刚...
    62-68页
    查看更多>>摘要：[目的]解析钙矾石-水化硅酸钙晶种的协同效应,改善普通硅酸盐水泥的早期力学强度.[方法]以溶液法合成的超细钙矾石和纳米水化硅酸钙为复合晶种,在微观结构表征基础上,探究钙矾石和水化硅酸钙的掺量以及水灰比对水泥净浆试块1、3d抗压强度的影响与作用机制.[结果]溶液法合成的超细钙矾石和纳米水化硅酸钙的纯度高,结晶完整,在水中可长时间保持稳定悬浮状态,适合作为复合晶种使用.当纳米水化硅酸钙质量分数固定为5％情况下,随着超细钙矾石掺量的增大,水泥净浆试块的早期抗压强度先升高后降低,在钙矾石掺量(质量分数,下同)为0.6％时,试块的1 d抗压强度提高125％;当钙矾石掺量为0.4％时,水泥净浆试块的3d抗压强度提高57％.在超细钙矾石掺量一定情况下,水泥净浆试块早期强度随水化硅酸钙掺量的提高而明显增长,但掺量高于5％会导致泌水现象的发生.[结论]超细钙矾石与纳米水化硅酸钙作为复合晶种具有明显的协同效应,可有效提高普通硅酸盐水泥的早期力学强度,早强效果明显优于单独使用的钙矾石或水化硅酸钙晶种.

    钙矾石水化硅酸钙晶种水泥早强

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    基于响应面法的粉煤灰-电石渣基地聚物的砂浆配比优化

    王劲松陈瑾但理欧阳高尚...
    69-80页
    查看更多>>摘要：[目的]为改善粉煤灰-电石渣基地聚物砂浆室温养护下的力学性能,实现工业固废粉煤灰和电石渣的资源再利用.[方法]利用单因素试验确定电石渣的最优掺量,初步确定粉煤灰-电石渣基地聚物砂浆的最优取值范围,然后以NaOH溶液浓度、液固比、水玻璃与NaOH溶液质量比为自变量因素,以砂浆28 d的抗压强度和抗折强度为响应值,进行响应面法实验,对粉煤灰-电石渣基地聚物砂浆配合比进行优化,并进行微观机制解释.[结果]响应面法能较为准确地优化粉煤灰-电石渣基地聚物砂浆配合比,当粉煤灰和电石渣的质量比为7∶3、NaOH溶液浓度为10mol/L、液固比(质量比)为0.62、水玻璃与NaOH溶液质量比为2.3时,粉煤灰-电石渣基地聚物砂浆综合性能最优.[结论]在最优配比时,粉煤灰-电石渣基地聚物砂浆的水化产物以水合硅酸钙凝胶、水化硅铝酸钙凝胶为主,并随着固化时间的延长,粉煤灰-电石渣基地聚物体系的微观结构中凝胶含量增加,表现出更高的致密性以及更好的宏观力学性能,粉煤灰-电石渣基地聚物砂浆的综合力学性能及施工性能得以提高.

    响应面法粉煤灰电石渣配比优化

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    基于静态和动态休止角的超细碳酸钙离散元参数标定

    蔡文源王利强徐立敏
    81-93页
    查看更多>>摘要：[目的]获得超细碳酸钙准确的仿真模型参数,实现超细碳酸钙的可靠仿真研究.[方法]将超细碳酸钙精简为软质球形粒子,使用颗粒接触缩放原理与量纲分析进行颗粒缩放,采用Hertz-Mindlin with JKR接触模型,结合物理实验和离散元软件EDEM仿真实验对超细碳酸钙的静态和动态休止角进行接触参数标定.首先利用单因素实验排除对静态和动态休止角影响不显著的参数.采用Box-Behnken实验搭建静态和动态的休止角和显著性参数之间的回归模型.将实际测定的静态和动态休止角作为响应值,进而对静态和动态休止角回归模型求解获得最佳的仿真参数组合,并对得到的仿真参数进行物理实验验证.[结果]得到显著性参数的最佳组合为:超细碳酸钙-超细碳酸钙静摩擦系数和滚动摩擦系数为0.36、0.31,超细碳酸钙-不锈钢静摩擦系数和滚动摩擦系数为0.38、0.22,离散元仿真实验所得到的静态动态休止角分别为42.5°和61.3°,与实测值的误差分别为0.96％和1.32％,无明显差异.[结论]参数标定后的接触参数能够应用于超细碳酸钙离散元仿真.

    超细碳酸钙休止角粒径参数标定离散元

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    微球形材料在三相流化时磨损指数的测试方法

    张哲肖玮婷贺宇飞闫子涵...
    94-103页
    查看更多>>摘要：[目的]现有微球形材料磨损指数的测试方法均在气固两相中进行,建立一种在三相流化条件下评价微球形材料耐磨性的方法,以更准确测定微球形材料在气液固三相流化时的磨损指数.[方法]在传统气固两相耐磨性测试基础上,在体系中引入去离子水作为液相,提出并建立一种在气液固三相体系中的微球形材料耐磨性测试方法;系统研究了样品预筛分、气体流量、样品量、加水量和测试时间等对耐磨性测定结果的影响,探索微球形材料在气液固三相中的磨损时变规律.[结果]气体流量对耐磨性测试结果影响最为显著,提高气体流量会使测得的磨损指数增大,且直径小于20μm的细颗粒会干扰耐磨性测试结果的准确性,应在测试前筛除.使用3批样品开展耐磨性重复测试,相对标准偏差均小于5％.采用Gwyn模型对测试数据进行拟合,实测值与模型的吻合程度良好.[结论]建立的耐磨性测试方法具有较优的准确性和重复性,能够更真实地预测微球形材料在气液固三相流化床中的耐磨性优劣.

    微球形材料耐磨性气液固三相流化

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    颗粒图像的颜色校准与表征

    黄作杰周骛徐喜庆裴昌蓉...
    104-114页
    查看更多>>摘要：[目的]减少图像法测量系统中颗粒成像的颜色失真,并对颗粒进行颜色表征.[方法]采用色卡对颗粒成像系统进行标定,使用色彩校正算法建立实际拍摄的色卡的颜色值与D65光源下的色卡理论颜色值之间的映射关系,以此对颗粒图像进行色彩校正,对比分析基于多项式回归的6种色彩校正算法,对基于校正前、后色卡的平均色差和算法的曝光适应性进行算法测试,并在白色LED灯光与偏黄的卤素灯光照射下分别验证色彩校正效果.[结果]三阶多项式色彩校正算法的回归精度最高,在白色LED光源照射下,校正前、后色卡的24个色块的平均色差由38.67下降到3.82,但测试发现,三阶多项式色彩校正算法不具备曝光适应性;三阶根多项式色彩校正算法在回归精度上接近三阶多项式色彩校正算法且具有良好的曝光适应性.[结论]基于色卡标定和色彩校正算法可以在一定程度下减少系统的颗粒成像的色偏,在6种校正算法中三阶根多项式色彩校正算法能够提高回归精度和曝光适应性;针对颗粒系,可结合颗粒的平均色品坐标和颗粒数量进行表征,针对单个颗粒,可以使用颜色矩和主要颜色进行表征.

    图像法颗粒测量色彩校正颜色表征

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