粉末流動性是指粉末在特定條件下流動的難易程度。粉末通常被定義為被氣相包圍的單個固體顆粒的集合。這包括顆粒材料、散裝固體、顆粒材料等。一種公認的量化粉末流動性的方法是莫爾-庫侖模型。莫爾-庫侖模型是一種極限狀態或“通/不通”模型,可用于準確預測流動行為。該模型通過兩個可測量的參數——內聚力和內摩擦角,以及兩個導出的參數——無側限屈服強度和主要固結應力來量化粉末的流動性。
內聚力是衡量顆粒間結合強度的指標。這種結合強度是由電荷、范德華力、水分等產生的各種粒子間力引起的。內摩擦角是使粒子相互移動或滑動所需的力的度量。內摩擦受許多參數的影響,包括顆粒表面摩擦、顆粒形狀、硬度、粒徑等分布等。內聚力和內摩擦角是通過測量粉末的屈服軌跡來確定的。屈服軌跡是導致粉末屈服或失效所需剪切力相對于壓縮載荷的圖。內聚力是屈服軌跡的截距,內摩擦角是斜率。
Yield Locus Shear Stress versus Normal Stress |
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無側限屈服強度是指使固結粉末塊破裂或斷裂以初始化流動所需的剪切應力。用于固結粉末塊的力稱為主要固結應力。換句話說,無側限屈服強度是粉末在經歷主要固結應力時粉末質量強度的度量。無側限屈服強度使用以下公式計算:
通過繪制粉末的無側限屈服強度與主要固結應力的關系圖,可以生成流動函數圖。流動函數圖是粉末流動性的定量度量。流量函數圖斜率的倒數可以用作流量指數。通常,粉末的流動函數越接近x軸,粉末就越容易流動。Volution用于測量粉末在不同載荷下的內聚力和內摩擦角,以生成其流動函數,從而量化其流動行為。