从“作用”到“场域”：粉碎技术的范式演进与柯立微能量场理论的构建

杨连国、阎洪星、宁盛昌

摘要

粉碎技术的发展史，本质上是人类寸�/span>‛�/span>物质细化“�/span>这一过程在认识论与方法论上的演进史。本文系统性地提出并阐述了粉碎技术的四种核心范式：工具论范式、动能论范式、层压论范式及能量场范式。通过定义、原理、特征与局限性的对比分析，揭示了技术从‛�/span>直接对抗“�/span>�?/span>‛�/span>系统引导“�/span>的哲学跃迁。其中，柯立微双拢旋锤微粉机所代表皃�/span>‛�/span>能量场范弎�/span>“�/span>，通过构建‛�/span>双拢旋流能量圹�/span>“�/span>，实现了粉碎机理仍�/span>‛�/span>工具-物料“�/span>的二元作用到‛�/span>物料在受控场中自组织转化“�/span>的系统性革命。该范式不仅理论上突破了传统范式面临皃�/span>‛�/span>能耗、磨损、精�?/span>“�/span>不可能三角，实践中更为高端材料制造、循环经济及产业升级提供了全新的底层技术逻辑，代表了粉体技术向绿色、智能、高值化发展的必然方向、�/span>

一、文献综�?/span>

粉碎技术作为物料加工领域的基础核心技术，其发展始终与工业需求升级和科学理论突破紧密关联。国内外学界围绕粉碎机理、设备优化及应用拓展已开展大量研究，形成了丰富的理论与实践成果，但多聚焦于单一范式的设备优化与机理探索，缺乏对技术演进内在逻辑的系统性梳理、�/span>

工具论范式方面，�?/span>1858年美国布莱克发明颚式破碎机以来，其结构设计、耐磨材料及自动化水平不断改进完善，至今已月�/span>70多种不同结构的颚式破碎机获得专利权，成为工具论范式的典型代表设备[1]；动能论范式聚焦气流等载体的动量传递，推动气流粉碎机结构革新并拓展至精细加工领域；层压论范式依托料层粉碎理论，通过高压辊磨机等实现节能预粉碍�/span>[2]。此外，低温粉碎等创新技术丰富了技术体系，但存在成本高、损失大等局限、�/span>

柯立微能量场范式相关研究的出现，为突破传统技术瓶颈提供了新思路，基于此，本文系统梳理粉碎技术的范式演进历程，构建四种核心范式的理论框架，重点剖析能量场范式的突破性价值，为粉体技术的绿色智能发展提供理论支撑、�/span>

二、四种范式的定义、原理与特征

1.工具论范式：刚性的直接作用

核心定义：将粉碎视为工具对物料的直接、刚性机械作用。工具（如锤头、齿板）是能量的载体和施力者，物料是被动的承受者，核心�?/span>‛�/span>作用力与反作用力“�/span>的对抗关系、�/span>

实现原理：基于经典牛顿力学，通过赋予工具高速度或大质量，使其获得巨大动能，在碰撞瞬间将动量传递给物料，实现劈裂、冲击式破碎。能量路径为：电胼�/span>/机械��工具动能�物料破碎能、�/span>

技术特征：

作用力：以集中冲击力为主导，应力峰值高，作用时间极短、�/span>

能量效率：路径直接，但能量耗散大（发热、声能、无用飞溅），且工具与物料共同承受反作用力、�/span>

产品特征：粒度分布宽，过粉碎率高，产品形貌不可控，工具磨损严重、�/span>

典型设备：颚式破碎机、锤式破碎机、齿辊破碎机、�/span>

2.动能论范式：无序的动量传逑�/span>

核心定义：将粉碎视为高速运动载体（气流、高速转子）将动能传递给物料，使其相互碰撞的过程。核心是‛�/span>动量传递与随机碰撞“�/span>、�/span>

实现原理：利用流体力学或高速机械，将能量转化为气体或物料的超高速度。物料颗粒在高速流场中或通过转子的线速度获得动能，通过颗粒间或颗粒与器壁的随机、无序碰撞实现粉碎。能量路径为：电胼�/span>�流体压力胼�/span>/机械��载体动能�物料碰撞能、�/span>

技术特征：

作用力：以高速冲击力为主，碰撞随机，但系统内无直接刚性工具冲击、�/span>

能量效率：能量转换环节多（尤其气流粉碎），利用率极低（可低至2%），但产品污染少、�/span>

产品特征：可获得高纯度、较窄粒度分布的产品，但对物料原生结构（如石墨大片晶）破坏性强，能耗极高、�/span>

典型设备：气流粉碎机、分级式冲击磨、�/span>

3.层压论范式：静默的体积力

核心定义：将粉碎视为通过巨大静压力作用于致密料层，使物料颗粒间相互挤压、摩擦而破碎。核心是‛�/span>静压力下的料层内禀破坏“�/span>、�/span>

实现原理：基于料层粉碎理论，通过辊子等对紧密堆积的料床施加极高的线性压力（50-300 MPa），压力在料层内部传递，使物料在强大的三维压应力下于晶界、缺陷等薄弱处产生微裂纹，从而实�?/span>‛�/span>体积粉碎“�/span>。能量路径为：电��液压/机械��静压��料层内摩擦与挤压能、�/span>

技术特征：

作用力：以巨大静压力为主导，作用范围是整个料层，作用时间相对较长、�/span>

能量效率：能量利用率较高，主要用于产生物料内部的微裂纹，为后续细磨创造有利条件、�/span>

产品特征：产出为充满微裂纹的‛�/span>料饼“�/span>，并非最终产品，主要用于预粉碎和节能、�/span>

典型设备：高压辊磨机、立式辊磨、�/span>

4.能量场范式（柯立微范式）：系统的协同引导

核心定义：将粉碎视为在人为构建的受控机械‛�/span>能量圹�/span>“�/span>中，物料群体通过自主的、高频的、多模式的交互实现选择性解离与形态演化的自组织过程。核心是‛�/span>场域控制与系统共甞�/span>“�/span>、�/span>

实现原理：设备的核心功能不再是充当直接的‛�/span>粉碎工具“�/span>，而是转化丹�/span>‛�/span>能量场的构建者与调控耄�/span>“�/span>。以柯立微双拢旋锤为例，其通过‛�/span>拢、旋、风“�/span>的协同，创造出一个稳定的‛�/span>双拢旋流能量圹�/span>“�/span>。物料在此场中主要依靟�/span>‛�/span>斘�/span>-斘�/span>“�/span>间高频的剪切、摩擦和柔性碰撞（卲�/span>‛�/span>料打斘�/span>“�/span>）实现粉碎，气流（风）主要承担分级、输送与热控制职能。能量路径为：电��机械��空间能量��物料群交互动能、�/span>

技术特征：

作用力：以剪切力、层间摩擦力为主导，力场均匀、持续、可控、�/span>

能量效率：能量传递路径短，损耗小＋�/span>‛�/span>料打斘�/span>“�/span>机制使能量在物料内部高效循环利用，综合能效高、�/span>

产品特征：能实现‛�/span>解理性选择性粉碍�/span>“�/span>，过粉碎率极低，能同步控制粒度与形貌（如球形化），并有效保护物料的有价结构、�/span>

典型设备：柯立微双拢旋锤微粉机、�/span>

三、范式演进的内在逻辑与柯立微能量场范式的突破�?/span>

1.演进逻辑：从‛�/span>实体作用“�/span>�?/span>‛�/span>关系建构“�/span>

四种范式的演进，清晰地展现了一条技术哲学深化的路径９�/span>

工具论关�?/span>‛�/span>实体“�/span>（工具）的威力、�/span>

动能论关�?/span>‛�/span>运动“�/span>（速度）的强度、�/span>

层压论关�?/span>‛�/span>状�?/span>“�/span>（压力）的分布、�/span>

能量场论关注‛�/span>关系“�/span>（场与物料交互）的优化、�/span>

这是一个从直接的、对抗性的、局部优化的思维，转向间接的、协同性的、系统优化的思维过程。柯立微能量场范式不再追�?/span>‛�/span>如何更用力地打击物料“�/span>，而是探索‛�/span>如何创造一个环境，让物料自己高效地、优雅地完成转化“�/span>、�/span>

2.柯立微范式的革命性突砳�/span>

其突破性体现在解决了传统范式无法协同的‛�/span>不可能三觑�/span>“�/span>９�/span>

高能效与低磨损的统一：通过‛�/span>料打斘�/span>“�/span>和能量场引导，将能量直接用于有效粉碎，避免了工具与物料的刚性对抗，同时实现了高能效和极低的设备磨损、�/span>

高精度与低过粉碎的统一９�/span>‛�/span>解理性选择性粉碍�/span>“�/span>机制和内置动态分级，使粉碎过程具有方向性和及时性，能在获得精确粒度的同时，将过粉碎率降至极低水平、�/span>

强处理能力与优产品品质的统一：系统化的能量场设计使得处理过程稳定、均匀，能够在对高价值物料（如人造石墨、高纯矿物）进行大规模处理时，依然保持产品形貌和结构的完整性，直接提升下游产品性能、�/span>

四、柯立微双拢旋锤能量场范式的发展前景与战略意么�/span>

1.发展前景

智能化与自适应控制：未来将与物联网�?/span>AI深度结合，通过实时感知物料特性与能量场状态，动态调敳�/span>‛�/span>场参�?/span>“�/span>（如旋流强度、剪切梯度），实现全自适应智能制造，使设备成丹�/span>‛�/span>会学也�/span>“�/span>的粉体加工专家系统、�/span>

工艺链核心节点：将从单一设备升级丹�/span>‛�/span>微粉制备与材料活化平�?/span>“�/span>，与化学改性、表面包覆、干燥造粒等工序在线耦合，成为新材料研发和生产的核心枢纽、�/span>

专用化系列拓展：针对新能源（锂电/光伏材料）、战略矿产（稀有金属矿解离）、生物医药（植物细胞破壁）、循环经济（固废精细化分离）等特定领域，衍生出专用化、模块化系列装备，形成完整的技术生态、�/span>

2.战略意义

产业升级的赋能者：为下游高端制造业（如高性能电池、特种陶瓷、高端涂料）提供传统技术无法制备的关键基础原料，直接赋能中国制造业向价值链顶端攀升、�/span>

绿色制造的践行者：其高能效、低损耗的特性契吇�/span>‛�/span>双碳“�/span>战略；在固废资源化领域，能实现有价成分的高效、清洁解离，变环保负担为经济来源，是发展循环经济的关键技术装备、�/span>

技术自信的载体：从‛�/span>工具讹�/span>“�/span>�?/span>‛�/span>能量场论“�/span>，是中国企业在粉体技术领域完成的仍�/span>‛�/span>跟随模仿“�/span>�?/span>‛�/span>原理创新“�/span>的深刻转变。柯立微范式不仅是一款先进设备，更代表了一种源于中国创新的、先进的工业研发哲学和解决问题的系统方法论，为全球粉体工业贡献了‛�/span>中国智慧“�/span>不�/span>‛�/span>中国方案“�/span>、�/span>

五、结讹�/span>

柯立微双拢旋锤能量场范式的确立，标志着粉碎技术告别了�?/span>‛�/span>劚�/span>“�/span>为核心的‛�/span>石器时代“�/span>不�/span>‛�/span>蒸汽时代“�/span>，进入了�?/span>‛�/span>圹�/span>“�/span>咋�/span>‛�/span>系统“�/span>为核心的‛�/span>智能时代“�/span>。它不仅仅是一项工艺革新，更是一次认识论的跃�?/span>—–�/span>从聚焦于‛�/span>分解物质“�/span>的力学历程，升华�?/span>‛�/span>设计物质转化路径“�/span>的系统工程。这一范式必将引领粉体技术走向更高效、更精准、更绿色的未来，并在新一轮产业革命中扮演基础性、战略性的角色、�/span>

参考文�?/span>

[1]造价這�/span>.颚式破碎机设讠�/span>[Z]. 2025-12-11.

[2]中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所.一种高效低耗超细碎-磨矿工艺: ZL201410135595.1[P]. 2016-01-04.