Forskellen i kohæsionskraft mellem forskellige pulvere skyldes typen og styrken af interpartikelkræfter (van der Waals-kræfter, kapillærkræfter, elektrostatiske kræfter osv.), og dens kernepåvirkningsfaktorer omfatter partikelstørrelse, overfladeruhed, fugtindhold og materialeegenskaber, hvilket resulterer i kohæsionskraft, der kan spænde over flere størrelsesordener på 10 til N⁻0 ⁻¹ N). Denne forskel kan beskrives kvantitativt gennem aggregeringsegenskabsindekset, overfladespænding og ruhedskorrektionsmodellen.
Partikelstørrelse: 5um er nøglegrænsen for styrken af sammenhængskraften
Ultrafine pulvere med en partikelstørrelse mindre end 5um har et signifikant øget aggregeringskarakteristisk indeks på grund af deres store specifikke overfladeareal og van der Waals-kræfter, der dominerer kohæsionskraften. Eksperimenter har vist, at når partikeldiameteren falder fra 10 μm til 2 μm, kan agglomerationstallet (forholdet mellem partikelinteraktionskraft og tyngdekraft) øges med tre størrelsesordener, hvilket resulterer i, at pulveret går over fra en "fri flow" tilstand til en "stærk agglomeration" tilstand.
For eksempel samhørigheden afnano titandioxid(partikelstørrelse~20nm) er mere end 100 gange større end titandioxid på mikrometer på grund af den høje andel af udsatte atomer på overfladen af fine partikler og stærkere intermolekylære interaktioner. For pulvere med en partikelstørrelse større end 5 μm overstiger tyngdekraften van der Waals-kraften, og kohæsionskraften bestemmes hovedsageligt af mekanisk bid og friktion. Agglomerationskarakteristikindekset er tæt på 1, og flydeevnen er god.
Overfladeruhed: "cohesive reducer" til tørt pulver
Den sammenhængende kraft af glatte overfladepartikler kommer hovedsageligt fra direkte intermolekylære interaktioner, mens mikrofremspringene (ruhed>10nm) på overfladen af ægte pulvere svækker denne effekt betydeligt. Teoretiske beregninger viser, at den tørre vedhæftning af ru glasperler kun er 1/10 af den for glatte kugler, da den mikrokonvekse krop afskærmer van der Waals kræfter, hvilket reducerer det effektive kontaktareal til mindre end 10% af det tilsyneladende areal. For eksempel har sfærisk aluminiumspulver (overfladeruhed Ra=0,1 μm) formalet af luftstrøm en 40% lavere kohæsionskraft og en mere signifikant forbedring i flydeevne end uregelmæssigt aluminiumspulver (Ra=1,2um) formalet ved mekanisk slibning.
Fugtindhold: kapillærkraft udløser en "trinlignende vækst" af kohæsionskraft
En lille mængde vand (<5%) vil danne flydende broer mellem partiklerne, hvilket genererer kapillær kohæsion langt ud over den tørre tilstand. For glasperlepulver kan tilsætning af 0,5 % fugt øge kohæsionskraften fra 10 ⁻⁵ N til 10 ⁻² N, hvilket bestemmes af formlen cap-2 πγ LVRcos θ, hvor overfladespænding γ - LV og kontaktvinkel θ er nøgleparametre. For eksempel er kohæsionskraften af kvartssand i tør tilstand kun 0,01N. Efter tilsætning af vand til 2% kan kohæsionskraften nå 0,3N på grund af kapillær brodannelse, hvilket er tilstrækkeligt til at danne en stabil "sandslots" struktur. Men når fugtindholdet overstiger 15 %, omsluttes partiklerne fuldstændigt af en vandfilm, og kapillarkraften falder, mens sammenhængskraften bliver domineret af opdrift.
Materialeegenskaber: overfladespænding og kemiske gruppers regulerende effekt
Forskellen i overfladeenergi af forskellige materialer resulterer i forskellige sammenhængende basisværdier. For eksempel har metalpulvere (såsom kobberpulver, overfladeenergi γ _SV-1J/m²) 30 gange højere kohæsionsstyrke end polymerpulvere (såsom polyethylen, γ _SV-0,03J/m²). Pulver, der indeholder specielle funktionelle grupper (såsom hydroxyleret silica) har en kohæsion, der er mere end 50 % højere end tilsvarende ikke-polære pulvere på grund af hydrogenbinding. Vandbaserede harpikser, såsom SV-6145, kan forbedre belægningens flydeevne og samtidig bevare vedhæftningen ved at reducere kohæsionen (samtidig med at forankringsgrupperne bevares). Designprincippet er at bruge lav overfladeenergigrupper til at svække interpartikeltiltrækning.
SAT NANO er den bedste leverandør af oxidpulver i Kina, vi kan tilbyde nanopartikel- og mikropartikelstørrelse. Hvis du har spørgsmål til al2o3-pulver, tio2-pulver og sio2-pulver, er du velkommen til at kontakte os på sales03@satnano.com
