中北大學(xué)（原華北工學(xué)院）粉體技術(shù)工程研究中心主要從事超細(xì)粉體制備、粉體表面改性、粒度分級(jí)及表征、混合造粒及粉塵爆炸安全等方面的研究，依托軍工優(yōu)勢(shì)，目前已形成超臨界流體細(xì)化及復(fù)合改性、含能材料超細(xì)化、液相混合造粒、超細(xì)粉體射流分級(jí)、爆轟合成超細(xì)金剛石、粉體粒度表征以及粉塵爆炸抑制技術(shù)等多個(gè)研究方向，具有進(jìn)行粉體技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的良好基礎(chǔ)，特別是在超臨界流體細(xì)化領(lǐng)域取得了一定進(jìn)展。
超臨界流體（Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ Ｆｌｕｉｄ，ＳＣＦ）指處于臨界溫度和臨界壓力之上的高密度流體。在臨界點(diǎn)附近分子的動(dòng)能和分子間的作用力的效果趨于平衡，此時(shí)分子運(yùn)動(dòng)非�；钴S，但同時(shí)保持一定的宏觀結(jié)構(gòu)，這種宏觀結(jié)構(gòu)對(duì)溫度和壓力變化非常敏感，這就決定了超臨界流體的物理特性（如密度、粘度、擴(kuò)散性等）會(huì)因溫度、壓力的微小變化而發(fā)生顯著改變，因此它可以作為一種特殊的溶劑和反應(yīng)介質(zhì)。
超臨界流體的粘度與普通氣體相近，而自擴(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)大于一般液體，這表明溶質(zhì)在超臨界流體中傳質(zhì)比一般溶劑快得多，在短時(shí)間內(nèi)能達(dá)到平衡，從而高效地進(jìn)行分離。超臨界流體的密度接近于普通液體的密度，對(duì)液體、固體的溶解度也與液體相接近，它對(duì)固體物質(zhì)的溶解性可比理想氣體高１０６倍。由于超臨界流體的溶解能力與密度有很大關(guān)系，而密度的變化是由溫度和壓力控制的，所以溫度和壓力的變化會(huì)導(dǎo)致其溶解能力的改變。常見(jiàn)的超臨界流體有乙烷、丙烷、二氧化碳、戊烷、乙烯、水、苯等，其中二氧化碳具有無(wú)毒、不燃、價(jià)廉易得等優(yōu)點(diǎn)，還因其臨界溫度接近常溫，臨界壓力低，臨界狀態(tài)較易達(dá)到，溶解能力好，化學(xué)惰性決定其與溶質(zhì)不易發(fā)生反應(yīng)，被稱(chēng)為可以取代有機(jī)溶劑的“綠色溶劑”，受到普遍重視，成為最常用的超臨界流體。
超臨界流體細(xì)化及粉體改性技術(shù)主要包括四方面：?１?超臨界溶液快速膨脹（ＲＥＳＳ）重結(jié)晶技術(shù)。就是利用超臨界流體為溶劑，在超臨界條件下直接溶解固體溶質(zhì)，然后在適當(dāng)?shù)臏囟认峦ㄟ^(guò)微細(xì)噴嘴使該溶液快速膨脹的過(guò)程。（２）超臨界流體反溶劑重結(jié)晶技術(shù)（ＧＡＳ或ＳＡＳ）。這是一種以超臨界或近臨界流體作為稀釋劑的重結(jié)晶技術(shù)，當(dāng)超臨界流體（ＳＣＦ）溶解到原料與液體溶劑組成的溶液中時(shí)，使溶液稀釋膨脹，降低液體溶劑對(duì)溶質(zhì)的溶解能力，在短時(shí)間內(nèi)形成較大的過(guò)飽和度而使溶質(zhì)結(jié)晶析出，形成純度高、粒徑分布均勻的微細(xì)顆粒，而且晶體形狀可控。在改進(jìn)加料方式和混合方式后，從ＧＡＳ方法派生出了ＡＳＥＳ、ＳＥＤＳ、ＰＧＳＳ等方法，并已生產(chǎn)出多種產(chǎn)品。（３）超臨界流體反應(yīng)。超臨界流體的傳質(zhì)性能遠(yuǎn)優(yōu)于普通溶劑，以其為介質(zhì)反應(yīng)速度非�？�，所產(chǎn)生的母體的溶解度又很小，這樣可以產(chǎn)生很高的過(guò)飽和度，通過(guò)控制壓力和溫度等條件，可以控制反應(yīng)速度，獲得粒度、形狀不同的超細(xì)粉體。（４）超臨界流體干燥技術(shù)也是利用超臨界流體特殊的溶解能力，除去凝膠中的水分或溶劑，采用超臨界流體干燥時(shí)，由于不存在氣—液界面，可避免凝膠在干燥過(guò)程中的收縮與塌陷，而且抑制了毛細(xì)管力引起的團(tuán)聚，可制得多孔、高比表面積、分散良好的超細(xì)粉體。
此外還有超臨界微乳、超臨界逆向反應(yīng)等多種制備超細(xì)粉體的方法也取得了突破，近期研究的焦點(diǎn)是揭示超臨界條件下的結(jié)晶機(jī)理，條件變化對(duì)粉體質(zhì)量影響的定量預(yù)測(cè)，目的是使超細(xì)粉體的研究達(dá)到“粒子設(shè)計(jì)”的層次，獲得性能特異的功能材料。
中北大學(xué)粉體技術(shù)工程研究中心是省級(jí)工程中心，在國(guó)家級(jí)突出貢獻(xiàn)專(zhuān)家、全國(guó)勞模、全國(guó)優(yōu)秀教師、兵器科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科帶頭人張景林教授領(lǐng)導(dǎo)下，已逐步形成一支高學(xué)歷、專(zhuān)業(yè)素質(zhì)強(qiáng)、有事業(yè)心、結(jié)構(gòu)合理的科研隊(duì)伍�，F(xiàn)有博士生導(dǎo)師２人，教授２人，副教授４人，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師１人，博士后２人，博士３人。其中絕大多數(shù)具有多年從事含能材料混合造粒、超細(xì)化、表面改性、粉塵爆炸及相關(guān)技術(shù)的研究經(jīng)歷。中心擁有當(dāng)今世界最先進(jìn)的粉體粒度表征及測(cè)試儀器（其中包括美國(guó)布魯克海文儀器公司９０ＰＬＵＳ激光粒度分析儀）以及價(jià)值２００余萬(wàn)元的美國(guó)進(jìn)口超臨界流體細(xì)化設(shè)備，還建有含能材料噴射結(jié)晶細(xì)化、乳化細(xì)化、粉體分級(jí)及分離、含能材料液相混合造粒、爆轟合成超細(xì)金剛石以及粉塵爆炸測(cè)試及抑制等多種粉體技術(shù)研究的相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)施。
近十年來(lái)，工程中心圍繞粉體技術(shù)及工程相關(guān)領(lǐng)域，積極開(kāi)展科技開(kāi)發(fā)工作，在粉體材料超細(xì)化、改性的機(jī)理研究、分級(jí)、分離、提純工藝設(shè)計(jì)等方面承擔(dān)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)科研課題，已完成各類(lèi)科研課題２５項(xiàng)，１８項(xiàng)通過(guò)省部級(jí)鑒定。其中“可燃液體蒸汽爆炸實(shí)驗(yàn)裝置”獲國(guó)家發(fā)明三等獎(jiǎng)，“傳爆藥用炸藥細(xì)化技術(shù)”、“傳爆藥用炸藥引射離散結(jié)晶細(xì)化技術(shù)”和“粉塵爆炸測(cè)試裝置及其特性研究”分別獲中國(guó)高�？茖W(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)、山西省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和國(guó)防科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。另有１０項(xiàng)獲省部級(jí)科技二、三等獎(jiǎng)。在國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊及國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表論文１００余篇，其中ＥＩ、ＩＳＴＰ收錄３０余篇，出版專(zhuān)著和教材４部。
中北大學(xué)粉體技術(shù)工程研究中心是一個(gè)集科研、教學(xué)、研究生培養(yǎng)、工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開(kāi)發(fā)為一體的新型的粉體材料科學(xué)實(shí)體，該中心在不斷推出新產(chǎn)品的同時(shí)，還以培養(yǎng)輸出高級(jí)專(zhuān)業(yè)人才為己任，為企業(yè)充實(shí)技術(shù)力量，從而為該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展創(chuàng)造最重要的條件。（王雪梅）
超臨界流體（Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ Ｆｌｕｉｄ，ＳＣＦ）指處于臨界溫度和臨界壓力之上的高密度流體。在臨界點(diǎn)附近分子的動(dòng)能和分子間的作用力的效果趨于平衡，此時(shí)分子運(yùn)動(dòng)非�；钴S，但同時(shí)保持一定的宏觀結(jié)構(gòu)，這種宏觀結(jié)構(gòu)對(duì)溫度和壓力變化非常敏感，這就決定了超臨界流體的物理特性（如密度、粘度、擴(kuò)散性等）會(huì)因溫度、壓力的微小變化而發(fā)生顯著改變，因此它可以作為一種特殊的溶劑和反應(yīng)介質(zhì)。
超臨界流體的粘度與普通氣體相近，而自擴(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)大于一般液體，這表明溶質(zhì)在超臨界流體中傳質(zhì)比一般溶劑快得多，在短時(shí)間內(nèi)能達(dá)到平衡，從而高效地進(jìn)行分離。超臨界流體的密度接近于普通液體的密度，對(duì)液體、固體的溶解度也與液體相接近，它對(duì)固體物質(zhì)的溶解性可比理想氣體高１０６倍。由于超臨界流體的溶解能力與密度有很大關(guān)系，而密度的變化是由溫度和壓力控制的，所以溫度和壓力的變化會(huì)導(dǎo)致其溶解能力的改變。常見(jiàn)的超臨界流體有乙烷、丙烷、二氧化碳、戊烷、乙烯、水、苯等，其中二氧化碳具有無(wú)毒、不燃、價(jià)廉易得等優(yōu)點(diǎn)，還因其臨界溫度接近常溫，臨界壓力低，臨界狀態(tài)較易達(dá)到，溶解能力好，化學(xué)惰性決定其與溶質(zhì)不易發(fā)生反應(yīng)，被稱(chēng)為可以取代有機(jī)溶劑的“綠色溶劑”，受到普遍重視，成為最常用的超臨界流體。
超臨界流體細(xì)化及粉體改性技術(shù)主要包括四方面：?１?超臨界溶液快速膨脹（ＲＥＳＳ）重結(jié)晶技術(shù)。就是利用超臨界流體為溶劑，在超臨界條件下直接溶解固體溶質(zhì)，然后在適當(dāng)?shù)臏囟认峦ㄟ^(guò)微細(xì)噴嘴使該溶液快速膨脹的過(guò)程。（２）超臨界流體反溶劑重結(jié)晶技術(shù)（ＧＡＳ或ＳＡＳ）。這是一種以超臨界或近臨界流體作為稀釋劑的重結(jié)晶技術(shù)，當(dāng)超臨界流體（ＳＣＦ）溶解到原料與液體溶劑組成的溶液中時(shí)，使溶液稀釋膨脹，降低液體溶劑對(duì)溶質(zhì)的溶解能力，在短時(shí)間內(nèi)形成較大的過(guò)飽和度而使溶質(zhì)結(jié)晶析出，形成純度高、粒徑分布均勻的微細(xì)顆粒，而且晶體形狀可控。在改進(jìn)加料方式和混合方式后，從ＧＡＳ方法派生出了ＡＳＥＳ、ＳＥＤＳ、ＰＧＳＳ等方法，并已生產(chǎn)出多種產(chǎn)品。（３）超臨界流體反應(yīng)。超臨界流體的傳質(zhì)性能遠(yuǎn)優(yōu)于普通溶劑，以其為介質(zhì)反應(yīng)速度非�？�，所產(chǎn)生的母體的溶解度又很小，這樣可以產(chǎn)生很高的過(guò)飽和度，通過(guò)控制壓力和溫度等條件，可以控制反應(yīng)速度，獲得粒度、形狀不同的超細(xì)粉體。（４）超臨界流體干燥技術(shù)也是利用超臨界流體特殊的溶解能力，除去凝膠中的水分或溶劑，采用超臨界流體干燥時(shí)，由于不存在氣—液界面，可避免凝膠在干燥過(guò)程中的收縮與塌陷，而且抑制了毛細(xì)管力引起的團(tuán)聚，可制得多孔、高比表面積、分散良好的超細(xì)粉體。
此外還有超臨界微乳、超臨界逆向反應(yīng)等多種制備超細(xì)粉體的方法也取得了突破，近期研究的焦點(diǎn)是揭示超臨界條件下的結(jié)晶機(jī)理，條件變化對(duì)粉體質(zhì)量影響的定量預(yù)測(cè)，目的是使超細(xì)粉體的研究達(dá)到“粒子設(shè)計(jì)”的層次，獲得性能特異的功能材料。
中北大學(xué)粉體技術(shù)工程研究中心是省級(jí)工程中心，在國(guó)家級(jí)突出貢獻(xiàn)專(zhuān)家、全國(guó)勞模、全國(guó)優(yōu)秀教師、兵器科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科帶頭人張景林教授領(lǐng)導(dǎo)下，已逐步形成一支高學(xué)歷、專(zhuān)業(yè)素質(zhì)強(qiáng)、有事業(yè)心、結(jié)構(gòu)合理的科研隊(duì)伍�，F(xiàn)有博士生導(dǎo)師２人，教授２人，副教授４人，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師１人，博士后２人，博士３人。其中絕大多數(shù)具有多年從事含能材料混合造粒、超細(xì)化、表面改性、粉塵爆炸及相關(guān)技術(shù)的研究經(jīng)歷。中心擁有當(dāng)今世界最先進(jìn)的粉體粒度表征及測(cè)試儀器（其中包括美國(guó)布魯克海文儀器公司９０ＰＬＵＳ激光粒度分析儀）以及價(jià)值２００余萬(wàn)元的美國(guó)進(jìn)口超臨界流體細(xì)化設(shè)備，還建有含能材料噴射結(jié)晶細(xì)化、乳化細(xì)化、粉體分級(jí)及分離、含能材料液相混合造粒、爆轟合成超細(xì)金剛石以及粉塵爆炸測(cè)試及抑制等多種粉體技術(shù)研究的相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)施。
近十年來(lái)，工程中心圍繞粉體技術(shù)及工程相關(guān)領(lǐng)域，積極開(kāi)展科技開(kāi)發(fā)工作，在粉體材料超細(xì)化、改性的機(jī)理研究、分級(jí)、分離、提純工藝設(shè)計(jì)等方面承擔(dān)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)科研課題，已完成各類(lèi)科研課題２５項(xiàng)，１８項(xiàng)通過(guò)省部級(jí)鑒定。其中“可燃液體蒸汽爆炸實(shí)驗(yàn)裝置”獲國(guó)家發(fā)明三等獎(jiǎng)，“傳爆藥用炸藥細(xì)化技術(shù)”、“傳爆藥用炸藥引射離散結(jié)晶細(xì)化技術(shù)”和“粉塵爆炸測(cè)試裝置及其特性研究”分別獲中國(guó)高�？茖W(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)、山西省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和國(guó)防科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。另有１０項(xiàng)獲省部級(jí)科技二、三等獎(jiǎng)。在國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊及國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表論文１００余篇，其中ＥＩ、ＩＳＴＰ收錄３０余篇，出版專(zhuān)著和教材４部。
中北大學(xué)粉體技術(shù)工程研究中心是一個(gè)集科研、教學(xué)、研究生培養(yǎng)、工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開(kāi)發(fā)為一體的新型的粉體材料科學(xué)實(shí)體，該中心在不斷推出新產(chǎn)品的同時(shí)，還以培養(yǎng)輸出高級(jí)專(zhuān)業(yè)人才為己任，為企業(yè)充實(shí)技術(shù)力量，從而為該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展創(chuàng)造最重要的條件。（王雪梅）
