如何度量粉体的流动性？

         粉体的流动性在粉体工程设计中应用很广，对粉体的生产、输送、储存、装填以及粉末冶金、医药组分的混合、杀虫剂的喷洒等都有影响，研究粉体的流动性，对于粉体设备的设计以及一些工艺的设计等具有重要意义。


         粉体之所以流动，其本质是粉体中粒子受力的不平衡，对粒子受力分析可知，粒子的作用力有重力、颗粒间的黏附力、摩擦力、静电力等，对粉体流动影响最大的是重力和颗粒间的黏附力。


几种粉体流动性差的表现形式


 

一、影响粉体流动性的因素


         影响粉体流动性的因素非常复杂，粒径分布和颗粒形状对粉体的流动性具有重要影响。此外，温度、含水量、静电电压、粉体间相互作用等因素也对粉体的流动性产生影响。


（1）颗粒粒度


颗粒粒度影响粉体流动性的原因有三。


①粉体比表面积与粒度成反比，粉体粒度越小，则比表面积越大。随着粉体粒度的减小，粉体之间分子引力、静电引力作用逐渐增大，降低粉体颗粒的流动性。


②粉体粒度越小，粒子间越容易吸附、聚集成团，黏结性增大，导致休止角增大，流动性变差。


③粉体粒度减小，颗粒间容易形成紧密堆积，使得透气率下降，压缩率增加，粉体的流动性下降。


（2）颗粒形态


         除了颗粒粒径以外，颗粒形态对流动性的影响也非常显著。粒径大小相等，形状不同的粉末其流动性也不同。显而易见，球形粒子相互间的接触面积最小，其流动性最好。针片状的粒子表面有大量的平面接触点，以及不规则粒子间的剪切力，故流动性差。


（3）温度


         热处理可使粉末的松装密度和振实密度增加。因为，温度升高后粉末颗粒的致密度提高。但是当温度升高到一定程度后，高温下粉体的黏附性明显增加，粉体的流动性会下降。如果温度超过粉体熔点时，粉体会变成液体，使黏附作用更强。


（4）粉体间相互作用


         粉体间的摩擦性质和内聚性质对粉体的流动性同样有着很大的影响。粒度和形态不同的粉体，其内聚性和摩擦性对粉体流动性的影响程度是不同的。


         当粉体粒度较大时，粉体流动性主要取决于粉体的形貌，因体积力远大于粉粒间的内聚力，表面粗糙的粉体颗粒或是形态不均匀的粉体颗粒的流动性都较差。


         当粉体颗粒很小，粉体的流动性主要取决于粉体颗粒间的内聚力，此时的体积力远小于颗粒间的内聚力。


（5）水分含量


         粉末干燥状态时，流动性一般较好，如果过于干燥，则会因为静电作用导致颗粒相互吸引，使流动性变差。


         当含有少量水分时，水分被吸附颗粒表面，以表面吸附水的形式存在，对粉体的流动性影响不大。


         水分继续增加，在颗粒吸附水的周围形成水膜，颗粒间发生相对移动的阻力变大，导致粉体的流动性下降。


         当水分增加到超过最大分子结合水时，水分含量越多其流动性指数越低，粉体流动性越差。


二、改善粉体流动性的办法


（1）增大粒子大小。对于粘附性的粉状粒子进行造粒，以减少粒子间的接触点数，降低粒子间的附着力、凝聚力。


（2）改善粒子形态及表面粗糙度。球形粒子的光滑表面，能减少接触点，减少摩擦力。


（3）降低含湿量。适当干燥有利于减少粒子间的作用力。


（4）加入助流剂。加入0.5%~2%滑石粉、微粉硅胶等助流剂可大大改善粉体流动性。但过多使用反而增加阻力。