中國(guó)粉體網(wǎng)訊
粉體的填充指標(biāo)
粉體是由大量離散的粉末顆粒組成的一種復(fù)雜集合體，其中粉末顆粒間具有形狀不同、大小各異的孔隙�？紫兜拇嬖趯�(dǎo)致相鄰顆粒之間難以形成很強(qiáng)的作用力，故粉體顆粒在靜止時(shí)表現(xiàn)出固體的性質(zhì)，而在運(yùn)動(dòng)時(shí)則又表現(xiàn)出流體的性質(zhì)。粉體在人類(lèi)日常生活中十分常見(jiàn)，如食鹽、面粉、藥品等。
由于生產(chǎn)加工方式的不同，粉體顆粒的形狀復(fù)雜多樣。粉體顆粒的具體形狀可以通過(guò)顯微鏡進(jìn)行觀察。顆粒的粒徑則可以通過(guò)篩分法、圖像法等方式進(jìn)行測(cè)量。粉體顆粒的形狀和粒徑影響粉體的流動(dòng)效果、填充狀態(tài)以及顆粒間孔隙的形貌。
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，常需要將粉體顆粒倒入容器中或?qū)⒍喾N粉體顆�；旌暇鶆颍M(jìn)而進(jìn)行后續(xù)加工達(dá)到生產(chǎn)要求。容器中粉體的均勻分布對(duì)產(chǎn)品的性能至關(guān)重要，例如，制藥行業(yè)需要將不同成分的藥品粉末混合均勻提高藥品性能；高性能的粉末冶金零部件則需要盡可能高的填充密度。
粉末體系中由于含有大量的孔隙，其填充混合程度的表征也與固體和液體不同，常用容積密度、填充率、空隙率、配位數(shù)等來(lái)表示。
由于粉體填充方式的不同，粉體的容積密度又可以分為松裝密度和振實(shí)密度。松裝密度是指粉體在重力作用下從某一高度自由下落堆積測(cè)得的密度，采取松裝方式進(jìn)行填充時(shí)，其密度及均勻性受容器尺寸和粉末體填充高度的影響。為了使粉體混合均勻，減小粉體顆粒間的孔隙，常對(duì)容器中的粉體施加振動(dòng)激勵(lì)，這種方式下得到的密度稱為振實(shí)密度。
松裝密度測(cè)定裝置
影響粉體填充的因素
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，為了獲得高性能、高致密度的產(chǎn)品，則需要盡可能的使粉體混合均勻，減小顆粒間的間隙，提高填充密度。常見(jiàn)的影響粉體填充效果的因素有顆粒性質(zhì)、壁效應(yīng)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)、水分效應(yīng)等。
（1）顆粒性質(zhì)
粉體顆粒的形狀和粒徑等幾何性質(zhì)對(duì)粉體的填充效果影響顯著。顆粒形狀越復(fù)雜、粒徑越小，相鄰顆粒間的貼合效果越差，填充效果越差。此外，顆粒的表面粗糙度、磁性等性質(zhì)也會(huì)影響粉體的填充效果。粉體顆粒的表面越粗糙，填充效果越差。
（2）壁效應(yīng)
容器中靠近容器壁的粉體會(huì)表現(xiàn)出不同于容器內(nèi)其他部位粉體的特性，這種現(xiàn)象稱為壁效應(yīng)。例如，熱傳導(dǎo)快、間隙大、壁限制等。壁效應(yīng)的大小受容器形狀、材質(zhì)等因素的影響，也與顆粒的性質(zhì)密切相關(guān)。當(dāng)顆粒與容器壁接觸面積越大時(shí)，間隙越小，填充效果越好。根據(jù)粉體在容器內(nèi)的位置不同，可將粉體的堆積分為角結(jié)構(gòu)、邊緣結(jié)構(gòu)和中間結(jié)構(gòu)。
（3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)
堆積速度和振動(dòng)都會(huì)改變粉體的填充效果。粉體的填充密度隨著堆積速度的增大而增大，這是由于堆積速度越快，粉體的慣性越大，可以將粉體系統(tǒng)內(nèi)包含的空氣排出。當(dāng)粉體較小時(shí)，粉體顆粒間常含有大量的空氣，極易形成穩(wěn)定的拱橋現(xiàn)象。在重力和外界振動(dòng)激勵(lì)的共同作用下，顆粒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，小顆粒填充大顆粒的間隙，增大填充密度。對(duì)于振動(dòng)是增大還是減小粉體的填充密度，則取決于粉體的初始填充效果。
（4）水分效應(yīng)
粉體的填充效果會(huì)因?yàn)樗值拇嬖诎l(fā)生改變，顆粒表面間形成水膜。水分的產(chǎn)生使粉體填充體積變大，并且細(xì)小的顆粒黏結(jié)成團(tuán)，變成不規(guī)則形狀的大顆粒。當(dāng)粉體顆粒粒徑越細(xì)小時(shí)，水分效應(yīng)對(duì)粉體填充效果的影響效果越顯著。
資料來(lái)源：
趙艷波：基于EDEM的粉體振動(dòng)填充特性研究，太原理工大學(xué)
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除！
