張弘毅老師近照
現代高技術和新材料產業的發展，傳統產業的技術進步和產品升級要求許多粉體原材料具有微細的顆粒、嚴格的粒度分布、特定的顆粒形狀和極高的純度或極低的污染程度。例如高級陶瓷和耐火材料原料、電子信息材料、高檔紙張的顏料和填料、高聚物基復合材料的填料、高檔和特種油漆涂料的顏料及填料、高級磨料、化妝品原料等等。技術要求更是嚴格：有的要求顆粒表面光滑、形狀規則；有的要求顆粒形狀接近球形、圓柱形、紡錐形、片形、針形或其他形狀；有的要求有極高的純度，雜質允許含量極低；有的要求平均粒徑僅1微米，甚至沒有大顆粒的存在；有的要求粒度分布狹窄；有的要求超低的含氧量……，技術的要求就是動力，不斷推進這粉體行業的發展。
當前學術界普遍認為：微米級無機粉體一般用干法工藝進行加工，可以取得很好的性價比、工藝成熟也已經十分成熟。
亞微米級粉體目前普遍使用濕法研磨，由于小旋流分級手段已經滿足不了這個尺度分級，因此，濕法研磨普遍采用反復研磨到要求粒徑。采用的設備是臥式砂磨機和立式砂磨機為主，1毫米以下的磨介球和純凈水為研磨介質，然后進行干燥處理的工藝。
亞微米級粉體的干法工藝目前是粉體行業的難點，各大工業國都在進行深入的研究，德國、日本的亞微米干法研磨設備已經進入了我國，但是誰家在使用還不得而知。
納米粉體的生產目前還是以化學法和約束等離子技術為主流，由于產能比較低，能耗又很高，因此還沒有獲得更廣泛的應用。
我是從搞超細粉體高純硅材料開始的。硅的最外層有4個電子即為價電子，它對硅原子的導電性等方面起著主導作用。因為硅原子有如此結構，所以有其一些特殊的性質：最外層的4個價電子讓硅原子處于亞穩定結構，這些價電子使硅原子相互之間以共價鍵結合，由于共價鍵比較結實，硅具有較高的熔點和密度；化學性質比較穩定，常溫下很難與其他物質（除氟化氫和堿液以外）發生反應；硅晶體中沒有明顯的自由電子。
亞穩態這個詞在我對粉體的認識中成了一個非常重要的概念，也是指導進行粉體研究的理論基礎。材料粉碎的過程，就是一個通過機械能的作用，將粉體顆粒由一種穩態向更細的粉體的狀態過度的過程，最重要的是要達到一個新的平衡。
我們日常所見到的水是按照由地勢高的地方向地勢低的規律順暢地流動，運行規律是不斷消耗自己的勢能，尋找著一種平衡。太陽的巨大能量會破壞這個平衡，讓水蒸發，去追求另一種平衡。無機粉體顆粒在受到機械能的沖擊時，顆粒承受不了這樣大的沖擊力，就會使結構受到破壞；同時，表面完整、與周圍環境已經達到平衡狀態的粉體顆粒被打碎以后，新的表面會出現，這個表面的分子、晶體、原子和化合物等在能量的作用下就要發生改變。對于硅晶體而言，就會在這個界面上出現亞穩態的電子結構，不平衡的界面出現了。當硅晶體的粉體越細時，表面的電子就越多，而越容易與外界進行電子交換，從而發生相應的化學反應。亞微米超細硅粉在水中研磨，會產生大量的氣體就是此種原因。
平衡是萬物、萬事的本質，宇宙萬物和萬事永恒處在平衡循環過程中。萬物從平衡到不平衡，從不平衡到新平衡；平衡中有不平衡，不平衡中有平衡，不平衡是為了新平衡。我認為這個過程、應該說這個哲學原理也適合于粉體粉碎分級和收集的整個過程。
作者：張弘毅老師
