体的特性表征粉体的平均粒径.ppt

粉体平均粒径计算公式 1.2.3 粉体的平均粒径 粉体成形原理 粉体的特性表征 粉体的平均粒径 粉体成形原理 1.2.4 颗粒间的作用力 颗粒间的的作用力 1）颗粒间的范德华力 2）颗粒间的静电作用力 3）颗粒间的毛细力 颗粒的团聚性 Z0 Z0 1）颗粒间的范德华力 是组成颗粒的众多分子间的分子力的总和 ①颗粒在真空中 ②颗粒在介质中 ③颗粒与平板之间 吸附气体作用于颗粒，增大颗粒间的范德华力 颗粒的接触变形，增加接触面积，增加距离较近的分子数，则增大颗粒间的范德华力 表面粗糙度增大，将降低范德华力 微粒可以看做是大量分子的集合体。Hamaker假设，微粒间的相互作用等于组成它们的各分子之间的相互作用的加和。 A—Hamaker常数，它是物质的特征常数，与组成微粒的分子之间的相互作用有关。 2）颗粒间的静电力 相互接触的颗粒有相互运动时，颗粒间将有电荷的转移。由于电荷的转移颗粒将带电，引起颗粒间的作用力存在，称为静电力。 一些单元操作中颗粒带电强度的参考值 在某些情况下电荷随时间积累而积累，颗粒获得的最大电荷量受限于其周围介质的击穿强度，在干空气中约为1.66χ1010电子/cm2，但实际观测值要低很多。 随着电荷所产生的电场强度增加，当电荷的电场强度大于空气的击穿强度时，会由于电荷的突然放电而产生爆炸的危险。 3）颗粒间液桥力-毛细力分析 实际的粉体颗粒间往往存在水分，在颗粒间形成液桥，液桥的水分的表面张力的收缩作用将引起对两颗粒间的牵引力，称为毛细力。 毛细力（液桥力）比分子力（范德华力）约大1-2个数量级。因此在湿空气中颗粒的凝聚主要是液桥力造成的，而干燥粉体则是范德华力起作用。因此在空气状态下，保持粉体干燥是防止结团的极重要措施。 毛细力分析 1.2.5 颗粒的团聚性 颗粒彼此互不相干，能自由运动的状态—分散； 气/液相中，由于相互作用力形成聚合的状态—团聚 颗粒的分散技术： 化工领域—涂料/染料/油墨/化妆品等，分散及分散稳定性影响产品的质量和性能； 材料科学—复合材料和纳米材料的制备的成败与超微粉体的分散稳定性紧密相关； 原级颗粒、聚集体颗粒、凝聚体颗粒、絮凝体颗粒 团聚机理的三种状态：聚集体（面相接，难分散）、凝聚体（点/角相接，较易分散）、絮凝体（更松散，空气相对湿度65%时） 团聚原因：颗粒间作用力和空气的湿度 一、团聚的评价标准 团聚准数： 当颗粒尺寸小于1um时，尺寸减小，团聚准数增大。 团聚强度： 随颗粒尺寸的减小团聚强度迅速增加 二、 颗粒在空气中的团聚与分散 空气中团聚的主要原因： 1）颗粒间的作用力 静电力范德华力液桥力 2）空气的湿度 (65%时) 分散的途径： 1）机械分散 2）干燥分散 3）表面改性 4）静电分散 分散的途径： 1）机械分散 机械力黏着力，强制分散 但作用力未改变，离开分散器后有可能重新聚团；且易导致脆性颗粒被粉碎；设备磨损后分散效果会下降。 2）干燥分散 杜绝液桥产生或破坏已有液桥，加温干燥处理 3）表面改性 采用物理/化学方法，有目的地改变颗粒表面物理化学性质，使其具有新的机能并提高分散性；不同的改性剂不同掺入量其分散效果不同 4）静电分散 同质颗粒表面带电相同，静电力起排斥作用。接触带电、感应带电、电晕带电等方法使颗粒带电 三、 颗粒在液体中的团聚与分散 颗粒表面润湿形成固、液、气三相界面，当三相界面张力达到平衡时，界面张力与平衡润湿接触角的关系为：杨氏公式（Young Equation）: θ-平衡润湿接触角，即自固液界面经液体到气液表面的夹角。在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线与固-液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度。 润湿功 润湿功越高越易润湿，即较高的界面张力和较低的接触角有助于润湿的自发进行。 90oθ180o 不润湿或不良润湿； 0oθ90o，部分润湿或有限润湿； θ=0o，完全润湿或铺展 根据表面接触角的大小，固体颗粒可分为亲水性和疏水性两大类。见表。 颗粒表面润湿性的分类和结构特性关系 根据日常经验，在玻璃板上水易润湿，水银不易润湿。这是因为水分子间的引力小于水和玻璃间的引力；水银原子间的引力大于水银与玻璃间的引力所至。 有关测定结果是： 水在玻璃板上的接触角θ约等于0° 水银在玻璃板上的接触角θ约等于140° 接触角θ最小值为0°，最大值为180° 接触角θ越小，润湿性越好。 颗粒在液体中的范德华力 颗粒在液体中，须考虑液体分子与颗粒分子群的作用以及这种作用对颗粒范德华力的影响。 Hamaker常数 颗