ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характеристика порошкообразного состояния вещества из "Порошковые полимерные материалы и покрытия на их основе" Порошковые материалы представляют большую группу веществ, широко применяемых во многих важнейших промышленных процессах порошковой металлургии, производстве вяжущих веществ, силикатов, керамики, красок, резин, некоторых видов пластмасс и т. д. [c.11] По своему строению любое порошкообразное тело может быть охарактеризовано как непрерывная система дисперсных твердых частиц или их конгломератов — зерен, находящихся одновременно в контакте друг с другом и с окружающей (преимущественно газообразной) средой. [c.11] Порошкообразные тела можно рассматривать как грубые дисперсии , тем не менее большинству порошковых материалов присущи некоторые свойства коллоидных систем, а именно, проявление роли поверхности, броуновского движения и т. д. [c.11] Наиболее важными показателями порошковых материалов являются форма и размер частиц, их строение, величина меж-частичного взаимодействия (или внутреннее трение) и т.д. [c.11] Применяемые для получения покрытий порошковые материалы (полимеры, наполнители и др.) имеют размер частиц от долей микрона до нескольких сотен микрон. Мелкодисперсные частицы склонны к агрегации установить их истинный размер можно только специальными методами. [c.11] Сферические частицы одинакового (произвольного) размера можно уложить с плотностью до 74%. Если составить набор из сферических частиц нескольких размеров, то плотность укладки их может быть доведена до 95% и более [12]. [c.12] Технические порошковые материалы редко имеют частицы правильной формы. В связи с этим, несмотря на гетеродисперсность, общий объем их пор значителен (от 25 до 90%) [13]. На плотность укладки большое влияние оказывает шероховатость поверхности частиц. Наличие шероховатости и связанное с этим механическое зацепление частиц часто обусловливают образование арочных эффектов в насыпке порошка, сильно снижающих плотность укладки [14]. [c.12] По мнению Зимона [15], взаимодействие частиц в порошковом материале обусловлено проявлением многих сил, в том числе молекулярных, электростатических, кулоновских, капиллярных сил жидкости, конденсирующейся в зазоре, и т. д. Молекулярные силы нередко могут играть второстепенную роль, уступая место, например, кулоновским или капиллярным силам. Отсюда прочность связи между частицами может не только не снижаться с уменьшением диаметра частиц, но, наоборот, расти, что чаще всего, реализуется на практике. [c.13] Порошкообразное состояние веществ не является специфическим свойством материала. В отношении поверхностных явлений порошкообразным веществам присущи все закономерности поведения твердых тел. Вместе с тем у сыпучих материалов (при рассмотрении их в объеме, выходящем за пределы элементарной частицы или зерна) проявляется ряд свойств, сближающих их с жидкостями. Так, порошкообразные материалы способны менять свою форму под действием собственного веса или внешних воздействий, т. е. деформироваться. При разобщении частиц порошкообразного тела и удалении их друг от друга за пределы радиуса притяжения и механического зацепления, например с помощью газового потока, материал в такой мере приобретает свойства жидкости, что способен просасываться через трубы и принимать форму сосуда, в котором он находится [17]. Несмотря на это законы, управляющие перемещением частиц в порошках, существенно отличаются от законов течения жидкостей. [c.13] Течение жидкостей, как известно, определяется вынужденной (молекулярной) диффузией или броуновским движением, течение же порошкообразных тел возникает из чисто механического движения макроскопических твердых частиц, которые, испытывая взаимное трение, действуют друг на друга с силами, обусловливаемыми скользящим трением. В результате подвижность порошков гораздо меньше, чем подвижность жидкостей. Внутреннее или кулоновское трение [18] в порошкообразных телах не зависит от скорости течения материала и температуры (в отличие от жидкостей), однако зависит от внешнего давления. [c.13] Характерно, что внешнее давление в порошковых материалах не распространяется равномерно во все стороны, а передается в основном в направлении приложения нагрузки и локализуется в контактных участках частиц. Происходящая при этом деформация порошка, как правило, необратима, если она не затрагивает упруго-эластические свойства материала частиц. У свободно насыпанных порошков площадь контакта соприкасающихся частиц крайне мала. По мнению ряда авторов [11, 19, 20], она составляет тысячные или миллионные доли всей поверхности частиц. [c.13] По данным Ермилова [23], степень адсорбции газов у минеральных пигментов (цинковые белила, железный сурик и др.) составляет 0,12—0,60 см г. Двуокись титана содержит до 0,4% адсорбированного кислорода. Аналогичное явление отмечено и для порошков других материалов [11, 13, 24]. Процесс адсорбции газов приводит к изменению поверхностных свойств материала частиц, в результате чего, как правило, уменьшается свободная энергия порошковой системы [10]. [c.14] Влажность порошков зависит от природы (гидрофильности) материала и условий хранения. Чем выше степень дисперсности порошка, тем более он подвержен увлажнению. Влажность отрицательно влияет на технологические свойства порошков, связанные с производством покрытий, и вынуждает применять специальные меры при хранении и транспортировке порошкообразного сырья и готовой продукции. [c.14] Вернуться к основной статье