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流动性

 

流动性并非材料的恒定属性——它是粉末、添加剂与混合工艺相互作用的结果。特别对于流动性差的粉末,混合方式决定了微量流动助剂能否发挥其作用。前提是混合过程必须高效、短暂且温和。只有这样,添加剂才能有针对性地分布在颗粒的接触点上,而不会造成不必要的压实、分层或结块。

评估流动性时会采用不同的参数。一个简单且实用的参数是倾角(也称为堆积角)。它描述了自由堆积的粉末锥体的倾斜角度,并通过以下几何公式得出:

tan(α) = H/R​

  • • α 是倾角
  • • H 是堆积锥体的高度
  • • R 是底面的半径

较小的倾角表明流动性良好,较大的倾角则表明材料具有粘聚性或流动性差。倾角对流动助剂的使用反应敏感——但只有当助剂分布均匀时,该结果才具有可重复性。这正是合适的混合方案至关重要的原因。

为了获得可靠的定量描述,通常采用安德鲁·詹尼克(Andrew Jenike)剪切试验。该试验可得出所谓的流动函数 FF,它描述了一轴向抗压强度 σc 与主法向应力 σ1 之间的关系:

FF = σ1c

基于这些参数,可以对粉末进行分类并确定筒仓的流动位置——例如用于设计出料口、壁面倾斜度及出料辅助装置。流动函数值越高,材料的流动性就越好。例如,FF<4的粉末被视为流动性差,而FF>10的物料则具有自由流动性。

核心关系依然是:流动助剂的作用不在于用量,而在于分布。高效且温和的混合工艺可以有针对性地改善物料的流动性,降低倾角并改变流动函数——从而稳定从输送、储存到配料的全过程链。