粉體流動性檢測方法 碳酸鈣
一、粉體流動性基本概念
粉體的流動性與粒子的形狀、大小、表面狀態、密度、空隙率等有關。對顆粒制備的重量差異以及正常的操作影響很大。粉體的流動包括重力流動、壓縮流動、流態化流動等多種形式。
粉體之所以流動，其本質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、粘結指數、內部摩擦系數、空氣中的濕度等因素也對粉體的流動性產生影響。
二、影響粉體流動性的主要因素
1、粉體的粒度分布：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。
2、粉體顆粒形貌形：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，以及不規則粒子間的剪切力，故流動性差
3、粉體溫度：熱處理可使粉末的松裝密度和振實密度會增加。因為，溫度升高后粉末顆粒的致密度提高。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
4、粉體的水分含量：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。
5、粉粒間相互作用：粉體間的摩擦性質和內聚性質對粉體的流動性同樣用著很大的影響。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，因體積力遠大于粉粒間的內聚力，表面粗糙的粉體顆粒或是形態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，此時的體積力遠小于顆粒間的內聚力。
三、粉體的流動性如何度量或者測量
表示流動性的參數，主要有休止角、滑角、摩擦系數和流動速度等。其中以休止角比較常用，根據休止角的大小，可以間接反映流動性的大小。一般認為粒徑越小，或粒度分布越大的顆粒，其休止角越大；而粒徑大且均勻的顆粒，顆粒間摩擦力小，休止角小，易于流動。所以休止角可以作為選擇潤滑劑或助流劑的參考指標。一般認為休止角小于30℃者流動性好，大于40℃者流動性不好。
休止角是指粉末或顆粒堆積成最陡堆的斜邊與水平面之間的夾角。下圖為測定休止角的裝置示意圖。將粉末或顆粒放在固定于圓形器皿的中心點上面的漏斗中，圓形器皿為淺而已知半徑為r的平皿。粉末或城粒從漏斗中流出，直至粉末或顆粒堆積至從平皿上緣溢出為止。測出圓錐陡堆的頂點到平皿上緣的高h，休止角即為下式中的φ值： tanφ＝h/r
在使用上述方法測定時，為了使顆粒從漏斗中流出的速度均勻穩定，使測定的結果重現性好，可將2～3個漏斗錯位串聯起來，即上一個漏斗出口不對準下一個漏斗出口，使粉末或顆粒盡可能堆成陡的圓錐體（堆）。
小結：粉體的流動性在粉體工程設計中應用范圍很廣，粉體的流動性對其生產、輸送、儲存、裝填以及工業中的粉末冶金、醫藥中不同組分的混合、農林業中殺蟲劑的噴撒等工藝過程都具有重要的意義。在水泥廠中，許多操作過程都會涉及到粉體的重力流動。因此研究粉體的流動性能，對于粉體設備的設計，都具有十分重要的意義。
(粉體圈 作者：終吉)
