球磨机理模型可从微观层面描述磨矿过程,其中颗粒断裂能的准确测定至关重要。研究团队以压电式冲击力传感器为核心,设计了一种新的矿石颗粒断裂能测试装置,使用该装置对石英和萤石进行了单颗粒冲击试验,研究了冲击头形状、矿物种类、加载速率和颗粒尺寸等因素对断裂能的影响规律。结果表明:冲击力-时间关系曲线可用于判断主断裂的发生;平头、圆头和圆头曲率对断裂能影响不大;不同矿物断裂能差异与其力学性质相关;加载速率对断裂能有一定影响;断裂能具有尺寸效应,随颗粒尺寸减小而减小,但比断裂能则增大。进一步采用样条插值和Tavares粒度公式对断裂能的粒度分布进行了回归分析,拟合优度R²为0.9。球磨仿真模型中颗粒断裂能测试装置的研发,有助于深入理解磨矿过程的基础理论。