粉末流動性測試儀,顧名思義,就是針對粉體的流動性質(zhì)進(jìn)行表征。
傳統(tǒng)的粉末流動性測試儀,通過測量松裝密度、堆積密度、體積密度、自然堆密度、表觀密度、安息角(休止角)等用以表征粉體的流動性質(zhì)。
新型的粉體流變儀則利用粉末均勻化預(yù)處理,通過測量粉末的動力學(xué)性質(zhì)、剪切性質(zhì)以及包含壓縮性、透氣性和密度在內(nèi)的粉末整體特性,給出粉體流動性質(zhì)的定量數(shù)據(jù)。
粉體流動性的影響因素
粉體物理特性包括:粒度分布、表面積、松密度、孔隙率、真密度、粒附性、表面能、表面電荷、孔徑分布、濕含量、抗張強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度等。
粉體之所以流動,其本質(zhì)是粉體中粒子受力的不平衡,對粒子受力分析可知,粒子的作用力有重力、顆粒間的黏附力、摩擦力、靜電力等,對粉體流動影響最大的是重力和顆粒間的黏附力。影響粉體流動性的因素非常復(fù)雜,粒徑分布和顆粒形狀對粉體的流動性具有重要影響。此外,溫度、含水量、靜電電壓、空隙率、堆密度、粘結(jié)指數(shù)、內(nèi)部摩擦系數(shù)、空氣中的濕度等因素也對粉體的流動性產(chǎn)生影響。通過分析粉體流動性的影響因素,對于采用科學(xué)的方法測量粉體流動性具有重要意義。
粉體流動性的影響因素:
1、粒度
粉體比表面積與粒度成反比,粉體粒度越小,則比表面積越大。隨著粉體粒度的減小,粉體之間分子引力、靜電引力作用逐漸增大,降低粉體顆粒的流動性;其次,粉體粒度越小,粒子間越容易吸附、聚集成團(tuán),黏結(jié)性增大,導(dǎo)致休止角增大,流動性變差;再次,粉體粒度減小,顆粒間容易形成緊密堆積,使得透氣率下降,壓縮率增加,粉體的流動性下降。
2、形態(tài)
除了顆粒粒徑意外,顆粒形態(tài)對流動性的影響也非常顯著。粒徑大小相等,形狀不同的粉末其流動性也不同。顯而易見,球形粒子相互間的接觸面積最小,其流動性最好。針片狀的粒子表面有大量的平面接觸點(diǎn),以及不規(guī)則粒子間的剪切力,故流動性差。
3、溫度
熱處理可使粉末的松裝密度和振實(shí)密度會增加。因?yàn)?,溫度升高后粉末顆粒的致密度提高。但是當(dāng)溫度升高到一定程度后,粉體的流動性會下降,因在高溫下粉體的黏附性明顯增加,粉粒與粉體之間或者粉體與器壁之間發(fā)生黏附,使得粉體流動性降低。如果溫度超過粉體熔點(diǎn)時,粉體會變成液體,使黏附作用更強(qiáng)。
4、水分含量
粉末干燥狀態(tài)時,流動性一般較好,如果過于干燥,則會因?yàn)殪o電作用導(dǎo)致顆粒相互吸引,使流動性變差。當(dāng)含有少量水分時,水分被吸附顆粒表面,以表面吸附水的形式存在,對粉體的流動性影響不大。水分繼續(xù)增加,在顆粒吸附水 的周圍形成水膜,顆粒間發(fā)生相對移動的阻力變大,導(dǎo)致粉體的流動性下降。當(dāng)水分增加到超過最大分子結(jié)合水時,水分含量越多其流動性指數(shù)越低,粉體流動性越差。
5、粉粒間相互作用
粉體間的摩擦性質(zhì)和內(nèi)聚性質(zhì)對粉體的流動性同樣用著很大的影響。粒度和形態(tài)不同的粉體,其內(nèi)聚性和摩擦性對粉體流動性的影響程度是不同的,當(dāng)粉體粒度較大時,粉體流動性主要取決于粉體的形貌,因體積力遠(yuǎn)大于粉粒間的內(nèi)聚力,表面粗糙的粉體顆?;蚴切螒B(tài)不均勻的粉體顆粒的流動性都較差。當(dāng)粉體顆粒很小,粉體的流動性主要取決于粉體顆粒間的內(nèi)聚力,此時的體積力遠(yuǎn)小于顆粒間的內(nèi)聚力。