超细粉体以其特有的优良特性迅速受到世界各国的重视。超细粉体技术综合性高，涉及范围广，研究起来比较困难。为了获得粒度更细的粉体，世界各国对超细粉体的研究重点主要集中在超细粉碎设备的更新上，使得超细粉碎理论的发展滞后于粉碎设备的发展，超细粉碎理论的研究有还待于进一步改进和完善。超细粉体是由大量微小颗粒组成的颗粒群，研究超细粉碎理论就避免不了研究颗粒的力学性能。为了研究简便，本文以单颗粒破碎为理论研究对象，建立粉碎数学模型。根据断裂力学以及损伤力学的基本理论，研究单颗粒在粉碎过程中的应力变化、裂纹扩展条件以及相应的能耗关系。从微观方面研究材料内部导致晶体破碎的依据，以及使材料达到破碎所需要的剪切应力临界值。通过上述研究，为材料的裂纹扩展以及粉碎提供了重要的理论依据。超声粉碎主要是依靠超声波产生的冲击力作用于粉碎物料，导致材料内部产生损伤和裂纹并进一步扩展，最后达到粉碎的效果。超声粉碎系统的优劣主要取决于其振动位移的大小，因此变幅杆的设计就显得极其重要。本文在进行大量理论研究的基础上，设计并制造了一个圆柱圆锥复合型变幅杆，并计算变幅杆的性能参数。通过ANSYS软件对该圆柱圆锥复合型变幅杆进行有限元分析，分析其纵向振动位移曲线，得到变幅杆的数值模拟参数。通过分析对比，发现理论推导与有限元分析所得到的数据误差不大，验证了理论推导与有限元分析的一致性。在理论研究的基础上，通过仿真软件ANSYS/LS-DYNA模拟超声波冲击固体颗粒的应力-应变过程。观察固体颗粒的应力变化，通过仿真模拟验证利用超声波进行超细粉碎的可行性。在理论研究以及仿真模拟的基础上，进行超声粉碎试验。通过改变超声粉碎的工艺条件，验证超声粉碎试验的粉碎效果。得到粉碎粒度与粉碎时间的关系变化曲线。通过改变粉碎时间、超声功率、粉碎物料的粒度，来验证影响超声粉碎的工艺条件。对数据结果进行分析，确定超声粉碎最佳的粉碎时间、颗粒大小以及超声功率。根据试验结果分析，发现超声粉碎方式与表面积粉碎模型比较类似，微小颗粒逐渐从大颗粒表面脱落，最终均匀形成超细粉体。