粉體之所以流動,其本質是粉體中粒子受力的不平衡。粒子的作用力有重力、顆粒間的黏附力、摩擦力、靜電力等,對粉體流動影響大的是重力和顆粒間的黏附力。通過分析粉體流動性的影響因素,對于采用科學的方法測量粉體流動性具有重要意義。
影響粉體流動性的因素有如下幾個方面:
一、粒度
粉體的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,黏結性增大,導致休止角增大,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。
二、形態
除了顆粒粒徑意外,顆粒形態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小,其流動性好。針片狀的粒子表面有大量的平面接觸點,以及不規則粒子間的剪切力,故流動性差。
三、溫度
熱處理可使粉末的松裝密度和振實密度增加。因為溫度升高后粉末顆粒的致密度會提高,但是當溫度升高到一定程度后,粉體的流動性會下降,因為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生黏附,使得粉體流動性降低。如果溫度超過粉體熔點時,粉體會變成液體,使黏附作用更強。
四、水分含量
粉末干燥狀態時,流動性一般較好,如果過于干燥,則會因為靜電作用導致顆粒相互吸引,使流動性變差。當含有少量水分時,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。水分繼續增加,在顆粒吸附水的周圍形成水膜,顆粒間發生相對移動的阻力變大,導致粉體的流動性下降。當水分增加到超過大分子結合水時,水分含量越多其流動性指數越低,粉體流動性越差。
五、粉粒間相互作用
粒度和形態不同的粉體,其內聚性和摩擦性對粉體流動性的影響程度是不同的,當粉體粒度較大時,粉體流動性主要取決于粉體的形貌,這是因為體積力遠大于粉粒間的內聚力,表面粗糙的粉體顆?;蚴切螒B不均勻的粉體顆粒的流動性都較差。當粉體顆粒很小,粉體的流動性主要取決于粉體顆粒間的內聚力,因為此時的體積力遠小于顆粒間的內聚力。