气流粉碎/静电分散一体化制备微纳米粉体中荷电及失电规律研究

气流粉碎/静电分散一体化方法是一种制备高分散度微纳米粉体的新方法，该方法实现了在粉碎过程及时使新产生的微粒通过荷电的方式而获得良好分散性。然而该方法中的两个关键问题尚未得到充分研究。1.如何使经气流粉碎的粉体高速通过等离子荷电区时能充分荷电，达到饱和或接近饱和状态。2.荷电后如何使粉体所带电量减小衰减而提高分散的时效性。本项目拟通过开展（1）等离子荷电区特性研究，建立等离子区中电场强度以及离子密度分布的数学物理模型；（2）流场与电场耦合作用对粉体荷电过程的理论与实验研究；（3）静电分散的时效性研究，揭示荷电粒子在空气中电量衰减的规律及其影响因素。最终得到气流粉碎/静电分散过程中粒子荷电规律；获得荷电电荷在空气中的消散特性及其主要影响因素。为达到对粒子荷电过程的有效控制，实现对超微粉体的高效荷电；寻求延长静电分散时效性的有效方法；实现气流粉碎/静电分散一体化制备方法的工程化应用奠定基础。

气流粉碎/静电分散一体化制备微纳米粉体使得气流粉碎后的粉体得以及时荷电分散，能够有效改善气流粉碎后粉体的抗团聚性能，制备出高分散性的微纳米粉体。根据研究计划本项目在2011.01-2013.12 年度完成了预期的研究目标。完善了现有的气流粉碎/静电分散一体化装置，改造了电量测量系统；建立了电晕放电电场分布数理模型并绘制等势线，计算了电晕区域内空间电荷密度分布；计算了气流粉碎/静电分散过程中粉体颗粒的运动规律；得到了流场及电场共同作用下粉体颗粒的荷电规律；研究了工艺参数对所制备粉体粒度分布的影响规律以及气流粉碎/静电分散制备粉体的分散时效性。在基金资助下获得授权国家发明专利1项，公开发表研究性论文12篇，参加国际学术会议交流1次，培养博士研究生1名和硕士研究生4名。