第六章 粉体学基础.pptVIP

1、粘附性(adhesion)是指不同分子间产生的引力，如粉体粒子与器壁间的粘附。 2、凝聚性(cohesion，粘着性)是指同分子间产生的引力，如粉体粒子之间发生粘附而形成聚集体(random floc)。 第四节 黏附性与黏着性 3、产生粘附性和凝聚性的原因： （1）在干燥状态下主要是由于范德华力与静电力发挥作用； （2）在润湿状态下主要由于粒子表面存在的水分形成液体桥或由于水分的蒸发而产生固体桥发挥作用。这正是吸湿性粉末容易固结的原因。 一般情况下，粒子径越小的粉体越易发生粘附与凝聚，因而影响流动性、充填性。以造粒方法加大粒径或加入助流剂等手段是防止粘附性、凝聚性的有效措施。 第四节 黏附性与黏着性 压缩性(compressibility)表示粉体在压力下体积减少的能力。 成形性(compactibility)表示物料紧密结合成一定形状的能力。 粉体的压缩性和成形性简称压缩成形性。 压缩成形理论以及各种物料的压缩特性，对于处方筛选与工艺选择具有重要意义。 固体物料的压缩成形性（即：使粉体成形并保持一定强度的主要原因）是一个十分复杂的问题，许多国内外学者在不断地探索粉体的压缩成形的机理，由于涉及因素太多，其机制尚未完全清楚。 第五节 粉体的压缩性质 一、粉体的压缩特性 目前比较认可的几种说法概括如下： ①粒子受压时，粒子间的距离很近，从而在粒子间产生范德华力、静电力等吸引力； ②粒子受压时，其塑性变形使粒子间的接触面积增大； ③粒子受压破碎时，产生的新生表面有较大表面自由能； ④粒子受压变形时，粒子相互嵌合而产生的机械结合力； ⑤粒子受压时，由于摩擦力而产生热，特别是颗粒间支撑点处局部温度较高，使熔点较低的物料部分地熔融，解除压力后重新固化而在粒子间形成“固体桥”； ⑥在水溶性粒子的接触点处析出结晶而形成“固体桥”。 关于粉体的压缩特性的研究，主要通过施加压力带来的一系列物理量的变化而得到信息。 第五节 粉体的压缩性质 一、粉体的压缩特性 （一）压缩力与体积的变化 粉体的压缩过程中伴随着体积的缩小，固体颗粒被压缩成紧密的结合体，然而其体积的变化较复杂。 粉体内粒子滑动或重新排列 弹性变形 塑性变形或破碎 以塑性变形为主的固体晶格压密过程 第五节 粉体的压缩性质 一、粉体的压缩特性 （一）压缩力与体积的变化 以上这四段过程并没有明显界线，也不是所有物料的压缩过程都要经过四段。有些过程可能同时或交叉发生，一般颗粒状物料时表现明显，粉状物料时表现不明显。 在压缩过程中，粉体层内部发生的现象如右所示。 图中： (a)行为发生在ab段； (b)、(c)行为发生在bc，cd，de段。 第五节 粉体的压缩性质 一、粉体的压缩特性 （二）压缩力的传递与压缩循环图 1、压缩力的传递 在压缩过程中，力将通过被压缩物传递到各部位（见右图）。 Fa-上冲力Fb-下冲力Fr-径向传递力Fd-模壁摩擦力 第五节 粉体的压缩性质 一、粉体的压缩特性 （二）压缩力的传递与压缩循环图 1、压缩力的传递 当物料为完全流体时FU=FL=FR（流体向各方向传递的力大小相同），但在粉体的压缩中由于颗粒的性状、大小不同、颗粒间充满空隙而不连续等原因，颗粒之间、颗粒与器壁之间必然产生摩擦力。各力之间关系如下： ① 径向力与轴向力的关系式： Fr=νFa/(1-ν) 式中， ν 为泊松比，是横向应变与纵向应变之比(ν=|ε横/ ε纵|)，通常为0.4-0.5。 ② 压力传递率(Fb/Fa)：当压缩达最高点时上、下冲力之比。 ln(Fb/Fa)=-4μKh/D 式中， μ为颗粒与模壁的摩擦系数， μ=Fd/Fr；K为径向力与上冲力之比，K=Fr/Fa；D为成形物直径；h为成形物高度。 ③ 摩擦力Fd=Fa-Fb 压力的传递率越高，成形物内部的压力分布越均匀，最高为100%。 第五节 粉体的压缩性质 一、粉体的压缩特性 （二）压缩力的传递与压缩循环图 2、压缩循环图 在一个循环压缩过程中径向力与轴向力的变化可用压缩循环图表示。 OA段反映了弹性变形过程；AB段反映塑性变形或颗粒的破碎过程；B点上解除施加的压力；BC是弹性恢复阶段，BC线平行于OA线；CD线平行于AB线；OD表示残留模壁压力，其大小反映物料的塑性大小。 物料为完全弹性物质时压缩循环图变为直线，即压缩过程与解除压力过程都在一条直线上变化。 第五节 粉体的压缩性质 一、粉体的压缩特性 Fu FR A S C D B （三）压缩功与弹性功 1、压缩力与冲位移（压缩曲线） 1段为粉末移动，紧密排列阶段