在现代工业领域,传统机械破碎法在大规模制备微细颗粒的破碎过程中,粒径减小到一定程度后不再减小,存在粉磨极限,即“团聚”现象。液相环境为改善微细颗粒“团聚”提供了有效途径,液相环境下超声振动经常用于颗粒的分散,而且还会发生空化现象,空化泡在溃灭时产生瞬时的高压冲击波和速度高达几百米每秒的空化微射流,对微细颗粒具有冲蚀作用。空化微射流可以加速颗粒运动,造成颗粒间以及颗粒与近壁面之间的剧烈碰撞,导致微细颗粒的进一步破碎,实现超微细粉体的机械法加工,对微细粉体的大规模制备具有重要的理论研究价值和指导意义。首先,对近壁面空化微射流对微细颗粒的破碎作用进行了理论分析。由于液相阻力大,微射流速度衰减迅速,通过计算空化微射流冲击破碎的有效作用范围以及空化微射流对颗粒的有效破碎功,从空化泡溃灭的角度分析了影响微射流速度的主要参数:超声频率、超声声压幅值、液相粘度、液体表面张力和介质尺寸等,并建立和分析了不同参数下气泡溃灭速度与微射流速度的关系。其次,利用FLUENT软件对壁面附近超声空化流场的运动状态进行了数值仿真,讨论了介质尺寸、液相粘度以及功率等因素对液相含气率和流场湍动能的影响。仿真结果表明,随着介质尺寸和超声功率的增加以及液相粘度的减小,流场空化区域逐渐增加,流场湍动能也随之增加,空化效果更为显著。基于上述理论与仿真实验研究结果,搭建微细颗粒破碎的超声空化试验装置。进行物料质量浓度、介质尺寸、介质面积和功率等因素条件下的微细颗粒超声空化破碎试验研究,并利用SEM观测粉体的微观形态。分析了颗粒中位粒径D₅₀、10%体积累积粒径D₁₀和比表面积SSA等粒径分布特性,得到在物料质量浓度4%、功率25W、介质尺寸20mm和介质面积79168mm²条件下,粒径小于800目的微细颗粒破碎率最高可达79.35%,粒径大于10000目的极细颗粒产率最高可达12.84%。超声空化对微细颗粒破碎的影响因素试验结果表明:介质面积是主要影响因素,功率次之,介质尺寸和物料质量浓度影响最小。最后,利用FLUENT-EDEM耦合的方式仿真分析旋转流场对微细颗粒分散特性,针对仿真结果开展旋转流场下微细颗粒破碎效果的超声空化破碎实验。实验结果表明:随着流场转速的增加,颗粒间以及颗粒与介质壁面之间的碰撞、摩擦概率增加,微细颗粒的破碎效率加强,破碎率提高。本文提出了一种旋转流场下近壁面空化冲击对微细颗粒破碎的方法,利用旋转流场近壁面超声空化对微细颗粒的破碎效果进行了仿真和实验研究,为空化效应应用于微细颗粒破碎的工业化生产提供了重要的工程指导意义。