隨著新材料產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，各種粉體材料與粉體測試技術(shù)日益受到人們的關(guān)注。掌握粉體測試技術(shù)不僅對(duì)開發(fā)和生產(chǎn)各種新型粉體材料具有非常重要的意義，也為能更好地監(jiān)測大氣中的細(xì)微顆粒物（如PM2.5等）打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本書對(duì)粉體超細(xì)或納米化后的性能變化及細(xì)微顆粒物的危害性有系統(tǒng)和詳細(xì)的論述。
全書概念清楚，思路清晰，內(nèi)容全面，易于讀者理解。主要內(nèi)容包括粉體試樣的取樣方法、粉體的表觀特性及其測試技術(shù)、粉體的密度與測定、粉體晶態(tài)結(jié)構(gòu)與成分測試、粉體表面特性及其測試技術(shù)、粉體顯微分析技術(shù)、粉體的分子光譜測試與分析、粉體的力學(xué)性能及其評(píng)價(jià)方法、超微粉體理化特性的基本理論、超微粉體的物理特性與測試、超微粉體的化學(xué)特性與測試、細(xì)微顆粒物的危害性及其監(jiān)測等。
本書既可供粉體材料、無機(jī)非金屬材料以及化工、環(huán)境保護(hù)等相關(guān)行業(yè)工程技術(shù)人員、科研人員閱讀和參考，也可供在校大專院校有關(guān)專業(yè)師生閱讀和參考。
全面、系統(tǒng)介紹粉體測試技術(shù)的基礎(chǔ)性、先進(jìn)性和實(shí)用性，掌握粉體測試技術(shù)不僅對(duì)開發(fā)和生產(chǎn)各種新型粉體材料具有非常重要的意義，也為能更好地監(jiān)測大氣中的細(xì)微顆粒物（如PM2.5等）打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。全書內(nèi)容有利于行業(yè)內(nèi)各類從業(yè)人員自學(xué)。
粉體材料涉及的種類很多，微納米化后，性能通常發(fā)生很大變化。隨著粉體材料科學(xué)與工程的深入發(fā)展，特別是粉體材料的微納米化，作為一種特殊而又重要的材料存在形態(tài)，對(duì)其表征及其相關(guān)性能測試與分析方面尚沒有專門的書籍，基于此，結(jié)合編著者多年從事粉體科研與教學(xué)的積累，編寫了這本《粉體測試與分析技術(shù)》。
本書針對(duì)材料粉體化后的特點(diǎn)，首先介紹了粉體的粒度、形貌、比表面積、多孔特征、密度、晶態(tài)結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、表面成分、表面能、表面電性等基本性能的測試方法及其原理，還介紹了顯微分析技術(shù)和分子光譜分析技術(shù)在粉體表征中的應(yīng)用，分別對(duì)粉體的力學(xué)性能、超微粉體的物理性能和化學(xué)性能及其測試技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)介紹，并且介紹了細(xì)微顆粒物的危害性及其監(jiān)測技術(shù)。
本書在撰寫過程中得到了筆者所在的材料工程教研室各位老師的大力支持，他們?yōu)楸緯木帉懱岢隽撕芏嗪芎玫慕ㄗh，付出了辛勤勞動(dòng)。本書編寫分工如下：王介強(qiáng)教授編寫了第1、第3~7、第9、第12章；徐紅燕副教授編寫了第2、第11章；陶珍東教授編寫了第8章，還進(jìn)行了統(tǒng)稿并提出了寶貴的修改意見；李金凱博士編寫了第10章。趙蔚琳教授和鄭少華教授就納米流體和納米顆粒的抗磨減摩性及其測試提供了有益的資料，姜奉華副教授對(duì)本書的編寫也提出了許多有益的建議，研究生劉慶、薛菲以及本科生劉鳴天和靖彭同學(xué)為本書圖表編輯以及參考文獻(xiàn)整理做了大量工作，在此一并表示衷心感謝。
由于水平有限，書中難免存在疏漏和不妥之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編著者
2016年10月
第1章粉體試樣的取樣方法1
1.1二分法1
1.2圓錐四分法2
1.3層疊交替鏟分法3
1.4旋轉(zhuǎn)劃分機(jī)3
1.5料流切斷法4
1.6超微粉體的取樣5
參考文獻(xiàn)5
第2章粉體的表觀特性及其測試技術(shù)6
2.1粉體粒度及其測試技術(shù)6
2.1.1單顆粒尺寸的表示方法6
2.1.2顆粒群尺寸的表示方法8
2.1.3粉體粒度的測量技術(shù)9
2.2粉體顆粒形狀與表征18
2.2.1顆粒形狀因數(shù)18
2.2.2顆粒形狀的分形表征19
2.2.3顆粒形狀的觀測21
2.3粉體比表面積與孔分析22
2.3.1粉體比表面積與孔的基本概念22
2.3.2粉體比表面積與孔分析表征原理22
2.3.3粉體比表面積和孔徑分布測試方法31
參考文獻(xiàn)38
第3章粉體的密度與測定39
3.1粉體有效密度的測定39
3.1.1測試原理39
3.1.2測試設(shè)備41
3.1.3試樣測定41
3.2粉體松裝密度的測定42
3.2.1漏斗法42
3.2.2斯柯特容量計(jì)法43
3.2.3振動(dòng)漏斗法44
3.3粉體振實(shí)密度的測定45
參考文獻(xiàn)46
第4章粉體晶態(tài)結(jié)構(gòu)與成分測試47
4.1粉體晶態(tài)結(jié)構(gòu)測試與分析47
4.1.1粉體晶態(tài)結(jié)構(gòu)的X射線衍射分析法47
4.1.2粉體晶態(tài)結(jié)構(gòu)的電子衍射分析法50
4.1.3粉體晶態(tài)結(jié)構(gòu)的中子衍射分析法50
4.2粉體的化學(xué)成分測試51
4.2.1特征X射線分析法52
4.2.2原子光譜分析法54
參考文獻(xiàn)58
第5章粉體表面特性及其測試技術(shù)59
5.1粉體表面成分分析技術(shù)59
5.1.1俄歇電子能譜法59
5.1.2X射線光電子能譜法61
5.2粉體表面能及其測試64
5.2.1粉體表面能特點(diǎn)64
5.2.2粉體表面能測量技術(shù)66
5.3粉體表面電性及測試67
5.3.1顆粒表面電性起源與帶電結(jié)構(gòu)67
5.3.2顆粒表面電位的測定71
參考文獻(xiàn)72
第6章粉體顯微分析技術(shù)73
6.1掃描電子顯微鏡分析74
6.1.1掃描電鏡的基本結(jié)構(gòu)與成像原理74
6.1.2掃描電鏡的粉體試樣制備與顯微分析76
6.1.3掃描電鏡的能譜儀和波譜儀分析78
6.2透射電子顯微鏡分析79
6.2.1透射電鏡的基本結(jié)構(gòu)與成像原理79
6.2.2透射電鏡的圖像襯度及電子衍射80
6.2.3透射電鏡的粉體試樣制備與顯微分析82
6.3掃描隧道顯微鏡分析83
6.4原子力顯微鏡分析86
6.4.1原子力顯微鏡的工作原理與基本結(jié)構(gòu)86
6.4.2原子力顯微鏡的粉體樣品制備88
參考文獻(xiàn)89
第7章粉體的分子光譜測試與分析90
7.1紅外光譜分析91
7.1.1紅外光譜分析法的原理91
7.1.2紅外光譜測試粉體樣品制備及分析92
7.2拉曼光譜分析95
7.2.1拉曼光譜分析法的原理95
7.2.2拉曼光譜在粉體材料研究中的應(yīng)用96
7.3紅外光譜與拉曼光譜的比較98
7.4紫外-可見吸收光譜法99
7.4.1紫外-可見吸收光譜法的原理99
7.4.2紫外-可見吸收光譜法在粉體材料研究中的應(yīng)用100
參考文獻(xiàn)102
第8章粉體的力學(xué)性能及其評(píng)價(jià)方法103
8.1粉體易磨性及其評(píng)價(jià)方法103
8.1.1相對(duì)易磨性及其測定方法103
8.1.2Bond粉碎功指數(shù)法104
8.1.3相對(duì)易磨性系數(shù)和Bond粉碎功指數(shù)的比較107
8.2粉體分散性及其評(píng)價(jià)方法109
8.2.1粉體顆粒間的相互作用力109
8.2.2粉體分散性的評(píng)價(jià)方法110
8.3粉體流動(dòng)性及其評(píng)價(jià)方法113
8.3.1粉體的內(nèi)摩擦角和休止角114
8.3.2粉體摩擦角的測試方法115
8.3.3粉體流動(dòng)性的評(píng)價(jià)方法118
8.4粉體綜合特性測試119
8.4.1粉體綜合特性測試儀簡介119
8.4.2粉體特性參數(shù)的測試過程120
參考文獻(xiàn)128
第9章超微粉體理化特性的基本理論129
9.1粉體納米化后的電子能態(tài)特征129
9.1.1納米顆粒的電子結(jié)構(gòu)129
9.1.2納米顆粒中的電子關(guān)聯(lián)和激發(fā)130
9.1.3電子能級(jí)的離散特性130
9.1.4庫侖堵塞和量子隧穿131
9.2粉體納米化后的基本效應(yīng)132
9.2.1量子尺寸效應(yīng)132
9.2.2小尺寸效應(yīng)132
9.2.3表面效應(yīng)133
9.2.4宏觀量子隧道效應(yīng)134
9.2.5介電限域效應(yīng)135
參考文獻(xiàn)135
第10章超微粉體的物理特性與測試136
10.1超微粉體的熱學(xué)性能136
10.1.1基本表現(xiàn)136
10.1.2粉體的可燒結(jié)性及其評(píng)價(jià)方法137
10.1.3納米流體的熱學(xué)性能及其測試方法138
10.2超微粉體的磁學(xué)性能141
10.2.1基本概念141
10.2.2超微粉體的磁性測量145
10.3超微粉體的電學(xué)性能145
10.3.1超微粉體的導(dǎo)電性145
10.3.2超微粉體的巨磁電阻效應(yīng)147
10.4超微粉體的光學(xué)特性148
10.4.1寬頻帶強(qiáng)吸收148
10.4.2超微粉體的發(fā)光特性149
10.4.3超微粉體分散體系的光學(xué)性能157
10.5納米顆粒的抗磨減摩性及其測試159
10.5.1納米顆粒的抗磨減摩機(jī)理159
10.5.2納米抗磨劑的抗磨減摩性能測試161
參考文獻(xiàn)165
第11章超微粉體的化學(xué)特性與測試166
11.1超微粉體的吸附特性 166
11.1.1基本原理166
11.1.2粉體吸附水中污染物性能的測試166
11.2超微粉體的催化特性168
11.2.1粉體的非均相催化特性168
11.2.2粉體的光催化特性170
11.2.3粉體光催化性能的測試172
11.3超微粉體的電化學(xué)可循環(huán)儲(chǔ)能特性174
11.3.1可充電電源與電極活性材料174
11.3.2粉體活性材料電化學(xué)性能的測試176
11.3.3以粉體為活性材料組裝超級(jí)電容器及其性能測試182
11.4超微粉體的敏感特性185
11.4.1粉體氣敏性能的基本原理186
11.4.2粉體氣敏性能的評(píng)價(jià)188
11.4.3粉體氣敏性能的測試189
參考文獻(xiàn)193
第12章細(xì)微顆粒物的危害性及其監(jiān)測195
12.1大氣中細(xì)微顆粒物的來源與種類195
12.2顯微鏡下的PM2.5197
12.3細(xì)微顆粒物的危害性及其機(jī)制199
12.3.1對(duì)人體健康的危害性199
12.3.2對(duì)生物的危害性201
12.3.3對(duì)空氣能見度及氣候的影響202
12.3.4對(duì)粉塵自燃和爆炸的影響202
12.4細(xì)微顆粒物的監(jiān)測技術(shù)204
12.4.1PM2.5與空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)204
12.4.2PM2.5監(jiān)測技術(shù)205
12.4.3粉塵爆炸監(jiān)測技術(shù)210
參考文獻(xiàn)212
附錄Ⅰ激光衍射法粒度測試中各種材料的折射率213
附錄Ⅱ配制懸浮液不同粉體材料所適用的液體介質(zhì)及分散劑231
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