文章连载：气溶胶灭火剂的性能（1）

第一节 基本概念

一、分散系统与胶体

1．分散系统与胶体

把一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统称分散系统，其中被分散的物质称为分散质或溶质，而呈连续分布的物质，则称为分散介质或溶剂。根据分散质粒子的大小，分散系统可分为溶液、胶体和粗分散系统。

若分散在分散介质中的物质粒子，其某个方向上的线度在10-9m至10-7m之间，则这种分散系统称为胶体分散系统，简称胶体。若分散物质粒子的某个线度大于10-7m，则称为粗分散系统，例悬浊液、乳浊液、泡沫等，由于其与胶体者许多共同的特征，故被作为胶体来研究。在胶体和粗分散系统中，分散质的粒子是大量的分子、原子和离子的聚集体，它们与分散介质之间存在着明显的相界面，故是一种多相系统。采用上述界限来定义胶体与粗分散系统，完全是人为的大致划分，不同的书中往往采用不同界限。

2．胶体的分类

胶体系统可以按分散质与分散介质的聚集状态的不同来分类，并常以分散介质的相态命名。分散介质为液态，分散质可以是气态、固态或另一种与分散介质互不相溶或溶解度很小的液态物质，此类胶体称为液溶胶；若分散介质为固态物质，分散质可以呈气态、液态或另一种固态物质，此类胶体称为固溶胶；若分散介质为气态物质，分散质只能是液态或固态物质，此类胶体则称为气溶胶。表3-1为按聚集状态不同的胶体体系分类表。

表3-1 按聚集状态分类的胶体体系

3．气溶胶

通常所说的气溶胶，是指以空气为分散介质，以固态或液态的微粒为分散质的胶体体系。自然界为固态或液态的微粒包括尘土、炭黑、水滴及其凝结核和冻结核等，另外还包括细菌、微生物、植物花粉、孢子等。人工制造的气溶胶（烟幕）其微粒成分和结构较复杂，可以是无机物质的，也可以是有机物质的，可以是固态或液态，也可是固、液态结合物。

分散介质为空气，分散质为液态的气溶胶称为雾；分散介质为空气分散质是固态的气溶胶称之为烟。自然界中的雾、薄雾，是大气中水蒸汽冷凝而形成的小液珠气溶胶。薄雾中小液珠浓度足够大，达到干扰视线的程度时则称为雾。云是上升气流作用而形成的水蒸汽凝结物（水滴、冰晶、雪晶）的气溶胶。烟是由具有较低蒸汽压和在重力作用下缓慢沉降的固体微粒构成的气溶胶（微粒大小为0.01μm-5.0μm）。很多情况下，烟微粒是由很多微小的原始粒子聚结而成。例如，炭烟是由0.02μm的细小碳粒聚结成不规则的丝状结构，长度可达数微米。军用遮蔽烟幕是一种人工制造的气溶胶，通常情况下是烟与雾的混合或复合体系。所以烟幕亦被称之为烟雾。

气溶胶的粒子很小，最小的微粒可以小到分子尺度，如由小离子或轻离子（即由几个中性分子集结在一个带电分子周围形成的分子团）构成的气溶胶微粒，可小到10-3μm，粒子尺寸较大的是自然界的对流云及冰雹，云中的大水滴和大冰粒，它们可以大到103μm-104μm。由此可见，气溶胶微粒的尺寸大小变化可达5-7个数量级。

通常气溶胶粒子带电，但它与液溶胶带电有所不同，后者一般均带同性电，而气溶胶粒子则可带异性电荷。大气气溶胶粒子就包括有正、负两种离子，正离子浓度略高于负离子。

气溶胶产生的方法有多种，从气溶胶形成的原理角度归类，基本上分为两种情况：

（1）由分散法形成的气溶胶称之为分散性气溶胶。它是通过机械、爆炸或自然风化作用使固态或液态的物质粉碎，剥蚀成细小颗粒，再经气流作用扬起而悬浮于大气中所形成的气溶胶。

（2）由凝集法形成的气溶胶称之为凝集性气溶胶．它是由固体或液体的过饱和蒸汽在大气中凝集成固态或液态微粒，并分散于大气中所形成的气溶胶。燃烧形成的烟雾是典型的凝集型气溶胶。

气溶胶系统是十分复杂的胶体系统，云物理学将之分为Aitken核（半径为5×10-3μm-1×10-1μm），大粒（半径为0.1μm-1μm）和巨核（半径大于1μm）这一划分较为适合本章所主要讨论的固体微粒灭火热气溶胶。

4．气溶胶灭火剂

气溶胶被作为灭火剂来使用是气溶胶在实际应用中很重要的一个方面，所谓气溶胶灭火剂是指由气溶胶灭火剂发生剂（简称气溶胶发生剂），通过物理或化学作用而形成的一种气态胶体混合灭火药剂，其分散质可以是液体、固体或固液两相混合组成的。人们经过多年的实践，现在已经可通过诸如：燃烧、爆炸、搅拌、雾化等多种手段获得这种灭火材料。