산업에서 많은 원료가 분말입니다. 이 분말의 특성 및 매개 변수를 이해하는 것은 생산 공정의 원활한 작동에 유리합니다. 분말의 입자 특성은 입자 크기, 입자 크기 분포, 밀도, 유동성 및 비표면적을 포함한다.
나. 분말의 기본 속성
입자 크기: 입자의 크기는 입자 직경으로도 알려진 입자 크기로서 집합적으로 언급된다. 구형 입자의 경우 입자 크기는 직경으로 직접 표현됩니다. 비 구형 입자의 경우 "등가 입자 크기" 개념을 사용하여 설명합니다.
입자 크기 분포 (PSD)분산액으로도 알려진 분말에서 다른 크기의 입자의 백분율을 나타냅니다. 측정 표준에 따라 수량 분포, 표면적 분포 및 질량 분포로 나눌 수 있습니다. 일반적인 표현 방법에는 표, 그래픽 및 기능적 표현이 포함됩니다.
D10, D50, D90, D97: 누적 입자 크기 분포 곡선에 해당하는 특성 입자 크기. 중간 직경으로도 알려진 D50 은이 값보다 작은 샘플 내 입자의 50% 값을 나타냅니다. D90 및 D97 은 종종 큰 입자의 분포를 특성화하는 데 사용되며 제품 품질 관리에 중요합니다.
스팬 값: 다음과 같이 계산 된 입자 크기 분포의 폭을 측정하기위한 메트릭(D90 - D10) / D50. 더 큰 값은 더 넓은 분포를 나타내며, 더 작은 값은 더 집중된 분포를 나타냅니다.
진정한 밀도: 분말의 질량을 입자 내부 또는 외부의 공극을 제외한 부피 (물질의 실제 부피) 로 나눈 밀도.
과립 밀도: 개방 및 폐쇄 된 기공을 포함하여 입자의 부피로 분말의 질량을 나누어 얻은 밀도.
벌크 밀도: 느슨한 벌크 밀도라고도하며, 분말의 질량을 분말이 차지하는 용기의 부피 (입자 내의 기공 및 입자 사이의 공극 포함) 로 나눈 밀도를 말합니다. 동일한 분말의 경우, 진정한 밀도 % 3E 입자 밀도 % 3E 벌크 밀도.
탭 밀도: 특정 조건에서 여러 번 탭하고 압축 한 후 분말의 벌크 밀도.
다공성: 분말 층에서의 공극의 비율, 즉 입자 자체 내의 기공 사이의 공극이 차지하는 부피의 비율과 분말의 총 부피는 백분율로 표현된다.
구면: 입자 형상이 구에 얼마나 근접한지를 나타낸다. 더 높은 구형은 일반적으로 더 나은 유동성을 나타낸다.
종횡비: 입자의 가장 짧은 직경에 대한 가장 긴 직경의 비율. 이것은 섬유 또는 바늘 모양의 입자에 대한 중요한 매개 변수입니다.
II. 분말 역학 및 흐름 속성
개화 가능성: 입자 모양, 크기, 표면 상태 및 밀도와 같은 요소와 밀접한 관련이있는 외부 힘의 작용하에 분말이 쉽게 흐릅니다.
안식의 각도: 가루가 깔때기 바닥에서 자연적으로 흘러 원뿔에 쌓인 후 원뿔의 속성과 수평면 사이의 각도가 원뿔로 축적됩니다. 유동성을 평가하는 가장 간단한 지표입니다. 각도가 작을수록 유동성이 좋습니다. 그것은 일반적으로 안식의 각으로 알려져 있습니다.
가을의 각도/차이의 각도: Repose의 각도를 측정 한 후, 특정 충격이 분말 더미에 적용되고, 파일 표면이 붕괴 된 후에 형성되는 각도가 형성됩니다. 낙하 각도와 휴면 각도의 차이는 분말이 아치에 이르는 경향을 반영합니다.
내부 마찰의 각도: 슬라이딩시 정상 응력에 대한 전단 응력의 비율에 해당하는 각도는 분말 내부의 입자 사이에서 발생하여 전단 변형에 저항하는 분말의 능력을 반영합니다.
벽 마찰의 각도: 파우더가 접촉기 벽 (예: 호퍼 벽) 사이에서 미끄러질 때의 마찰 각도는 호퍼 콘 각도를 설계하기위한 핵심 매개 변수입니다.
압축성 지수/Carr의 지수: 공식을 사용하여 느슨한 포장 밀도와 탭 밀도로 계산 된 유동성 지수[(탭 밀도-느슨한 포장 밀도)/탭 밀도] × 100%. 값이 작을수록 유동성이 좋습니다.
하우스너 비율: 느슨한 포장 밀도에 대한 탭 밀도의 비율. Carr 지수와 마찬가지로 유동성의 중요한 지표입니다. 비율이 높을수록 유동성이 악화됩니다.
유량: 단위 시간당 특정 구멍이있는 깔때기에서 흘러 나오는 분말의 질량은 유동성을 직접 정량화하는 데 사용됩니다.
압축성: 압력 하에서 부피를 감소시키는 분말의 능력을 말한다.
소형화: 특정 강도로 미리 결정된 모양 (블록) 으로 압축되고 단단히 결합 될 재료의 능력을 나타냅니다.
III. 분말 표면 및 화학적 성질
특정 표면적: 재료의 단위 질량 당 총 표면적. 분말의 입자 크기와 고체의 흡착 능력을 특징 짓는 중요한 매개 변수입니다.
흡습성환경으로부터 수분을 흡수하는 고체 표면의 현상을 말합니다. 이는 분말 유동성 감소, 응집, 습윤 또는 심지어 액화를 초래할 수 있다.
젖은: 고체 계면이 고체-가스 계면에서 고체-액체 계면으로 변하는 현상을 나타냅니다.
접착: 분말 입자가 접촉 표면 (예: 용기 벽) 에 부착되는 다른 분자 간의 인력을 나타냅니다.
응집력: 접착력으로도 알려져 있으며, 같은 분자 사이의 인력이 분말 입자가 서로 부착되어 응집체를 형성하는 현상을 말합니다.
정전기: 분말이 운송, 충돌 및 마찰 중에 전하를 생성 및 축적하여 유동성 및 작동 안전에 영향을 미치는 경향이 있습니다.
제타 잠재력: 용액에서 슬라이딩 평면에 입자의 전위는 콜로이드 분산 시스템의 안정성을 나타내는 주요 지표입니다. 절대 값이 높을수록 입자 사이의 정전기 반발이 커지고 시스템이 더 안정적입니다.
표면 에너지: 내부의 분자와 비교하여 입자 표면에있는 분자의 과도한 에너지. 표면 에너지가 높을수록 입자가 덜 안정적이며 접착력과 응집력이 강해집니다.
IV. 측정 및 분석 방법
체질 분석: 표준 체 세트를 사용한 입자 크기 분석을 위한 전통적인 방법. 결과는 질량 분획으로 표현되고 거친 입자 (3% 내지 38 ㎛) 에 적합하다.
레이저 회절: 입자에 의한 레이저 광의 산란 패턴을 분석하여 입자 크기 분포를 계산하는 현재의 주류 입자 크기 측정 기술. 그것은 넓은 측정 범위와 높은 속도를 가지고 있습니다.
동적 이미지 분석: 이 방법은 고속 카메라를 사용하여 움직이는 입자의 이미지를 캡처하고 입자 크기와 모양 (예: 구형 및 종횡비) 을 실시간으로 분석합니다.
BET 방법: Brunauer-Emmett-Teller 이론을 기반으로 저온 질소 흡착 데이터를 사용하여 비표면적을 계산하는 표준 방법입니다. 또한 기공 크기 분포를 분석하는 데 사용할 수 있습니다.
수은 침입 다공성 측정 (MIP)재료에서 수은의 비 습윤 특성을 사용합니다. 수은은 고압 하에서 기공으로 강제되며, 기공 크기 분포는 압력과 주입 된 수은의 부피 사이의 관계를 기반으로 계산됩니다. 주로 큰 모공을 측정하는 데 사용됩니다.
V. 처리 단위 작업
분쇄/연삭: 기계적 힘을 사용하여 큰 고체 물질을 미세 분말로 분해하는 과정.
분류: 크기에 따라 입자를 분리하는 과정, 종종 분쇄와 결합하여 폐 루프 시스템을 형성합니다.
혼합: 서로 다른 성분의 두 개 이상의 분말을 균일하게 혼합하는 과정.
과립/응집: 미세 분말을 더 크고 더 많은 유체 입자로 응집시키는 과정, 조작성을 향상시키고 먼지를 방지하는 것을 목표로합니다.
건조: 분말 또는 입자로부터 수분 (물 또는 용매) 을 제거하는 단위 작업.
공압 전달: 가스 에너지를 사용하여 파이프 라인에서 분말 재료를 운반하는 방법, 희석 상 전달 및 조밀 상 전달로 구분됩니다.
저장 및 공급: 사일로/호퍼 및 안정적이고 제어 가능한 배출 장비 (예: 회전 밸브 및 스크류 피더) 의 설계가 포함됩니다.
VI. 일반적인 문제와 현상
분리: 입자 크기, 밀도 및 모양의 차이로 인해 진동, 운반 및 기타 과정에서 분리가 발생하여 혼합물의 균질성을 방해 할 수 있습니다.
먼지: 산업 보건 및 안전과 관련된 공기 흐름에 의해 공기 중에 미세 분말 입자가 매달려있는 현상.
아칭/롤링: 분말이 사일로 공급되면 응집 및 마찰로 인해 안정된 아치형 구조 또는 중앙 채널을 형성하여 흐름이 중단됩니다.
유동화: 가스 또는 액체가 특정 속도로 분말 층을 통해 위쪽으로 지나갈 때, 입자는 유체에 의해 들어 올려지고 전체가 유체와 같은 상태를 나타냅니다. 그것은 건조, 반응 및 기타 공정에서 널리 사용됩니다.
먼지 폭발: 공기 중에 매달린 가연성 먼지가 폭발성 농도 한계에 도달하면 점화원을 만났을 때 격렬한 산화 반응을 겪으며 이는 매우 파괴적입니다.