Koje su razlike u koheziji između različitih pudera?

Razlika u kohezijskoj sili između različitih praškova je zbog vrste i jačine međučestičnih sila (van der Waalsove sile, kapilarne sile, elektrostatske sile, itd.), a njezini ključni čimbenici utjecaja uključuju veličinu čestica, površinsku hrapavost, sadržaj vlage i svojstva materijala, što rezultira kohezijskom silom koja može obuhvaćati više redova veličine (od 10 ⁻¹⁶ N do 10 ⁻¹). N). Ta se razlika može kvantitativno opisati pomoću indeksa značajki agregacije, površinske napetosti i modela korekcije hrapavosti.

Veličina čestica: 5 um je ključna granica za snagu kohezijske sile

Ultra fini prah s veličinom čestica manjom od 5 um ima značajno povećan indeks agregacijske karakteristike zbog svoje velike specifične površine i van der Waalsovih sila koje dominiraju kohezivnom silom. Eksperimenti su pokazali da kada se promjer čestice smanji s 10 μm na 2 μm, broj aglomeracije (omjer sile međudjelovanja čestica i gravitacije) može se povećati za tri reda veličine, što rezultira prijelazom praha iz stanja "slobodnog protoka" u stanje "jake aglomeracije".

Na primjer, kohezijanano titan dioksid(veličina čestica ~ 20 nm) više je od 100 puta veća od mikrometarske veličine titanijevog dioksida, zbog visokog udjela izloženih atoma na površini finih čestica i jačih međumolekularnih interakcija. Za prahove s veličinom čestica većom od 5 μm, gravitacijska sila premašuje van der Waalsovu silu, a kohezijska sila je uglavnom određena mehaničkim grizom i trenjem. Indeks aglomeracije je blizu 1, a protočnost je dobra.

Površinska hrapavost: "kohezivni reduktor" za suhi prah

Kohezijska sila čestica glatke površine uglavnom dolazi od izravnih intermolekulskih interakcija, dok mikro izbočine (hrapavost>10nm) na površini pravih prahova značajno oslabljuju ovaj učinak. Teoretski izračuni pokazuju da je suho prianjanje grubih staklenih kuglica samo 1/10 od glatkih kuglica, budući da mikrokonveksno tijelo štiti van der Waalsove sile, smanjujući efektivnu kontaktnu površinu na manje od 10% prividne površine. Na primjer, kuglasti aluminijski prah (hrapavost površine Ra=0,1 μm) samljeven strujanjem zraka ima 40% manju kohezijsku silu i značajnije poboljšanje sipkosti od nepravilnog aluminijskog praha (Ra=1,2um) mljevenog mehaničkim mljevenjem.

Sadržaj vlage: kapilarna sila pokreće "stepeni rast" kohezijske sile

Mala količina vode (<5%) formirat će tekuće mostove između čestica, generirajući kapilarnu koheziju daleko izvan suhog stanja. Za prah od staklenih kuglica, dodavanje 0,5% vlage može povećati kohezijsku silu s 10 ⁻⁵ N na 10 ⁻² N, što je određeno formulom cap-2 πγ LVRcos θ, gdje su površinska napetost γ - LV i kontaktni kut θ ključni parametri. Na primjer, kohezijska sila kvarcnog pijeska u suhom stanju je samo 0,01N. Nakon dodavanja vode do 2%, kohezijska sila može doseći 0,3N zbog kapilarnog premošćivanja, što je dovoljno za formiranje stabilne strukture "zamka od pijeska". Ali kada sadržaj vlage prijeđe 15%, čestice su potpuno obavijene vodenim filmom, a kapilarna sila se smanjuje, dok kohezijska sila postaje dominantna uzgonom.

Svojstva materijala: površinska napetost i regulatorni učinak kemijskih skupina

Razlika u površinskoj energiji različitih materijala rezultira različitim kohezivnim osnovnim vrijednostima. Na primjer, metalni prahovi (kao što je bakreni prah, površinska energija γ _SV-1J/m²) imaju 30 puta veću kohezijsku čvrstoću od polimernih prahova (kao što je polietilen, γ _SV-0,03J/m²). Prah koji sadrži posebne funkcionalne skupine (kao što je hidroksilirani silicij) ima koheziju koja je više od 50% veća od sličnih nepolarnih prašaka zbog vodikovih veza. Smole na bazi vode kao što je SV-6145 mogu poboljšati tečljivost premaza uz održavanje adhezije smanjenjem kohezije (uz zadržavanje skupina za sidrenje). Načelo dizajna je korištenje skupina niske površinske energije za slabljenje međučestičnog privlačenja.

U industriji se strategije liječenja moraju razviti na temelju razlika u kohezivnim silama: za jako kohezivne prahove (kao što su nanolijekovi), površinska modifikacija (dodavanje silanskih agensa za spajanje) koristi se za smanjenje γ _SV; Za prah koji sadrži vodu (kao što su gnojiva), kontrolirajte sadržaj vlage unutar minimalnog raspona kapilarne sile (<0,5%); Za grube čestice (kao što je mineralni prah), glatkoća površine se poboljšava kugličnim mljevenjem. Bit ovih mjera je reguliranje kohezijskih sila iz izvora sila čestica, uravnotežujući učinak obrade praha i kvalitetu proizvoda.

SAT NANO je najbolji dobavljač oksidnog praha u Kini, možemo ponuditi veličinu nano čestica i mikro čestica. Ako imate bilo kakav upit o al2o3 prahu, tio2 prahu i sio2 prahu, slobodno nas kontaktirajte na sales03@satnano.com