Общие сведения о свойствах порошков, методы их контроля

Порошки – это совокупность находящихся в контакте твердых тел с малыми размерами. Диапазон размеров частиц порошков условно делится на шесть классов:

  • атомный класс менее 10-3 мкм;
  • ультрадисперсные порошок 10-3 — 10-1 мкм;
  • тонкодисперсные порошки 10-1 — 10 мкм;
  • среднедисперсные порошки 10 — 102 мкм;
  • технические порошки 102 — 5·102 мкм;
  • грубодисперсные порошки 5·102 — 103 мкм.

Свыше 1000 мкм — гранулы. Наиболее существенным отличием порошков от компактных материалов является наличие у порошков избыточной поверхностной энергии, что является следствием развитой поверхности порошковых систем.

Удельная поверхность порошка связана с диаметром сферических частиц следующим выражением

S = 10 -4/?kd,

где S – удельная поверхность, м2/г; ?к – плотность компактного материала, г/см3; d – диаметр частиц, см.

Избыточная поверхностная энергия в этом случае равна ?G:

?G = S?т,

где ?т – поверхностная энергия твердого тела.

Для порошковых систем важное значение имеет капиллярное (лапласово) давление (р2), возникающее на поверхностях, обладающих кривизной:

формула

где r1 и r2 – главные радиусы кривизны. Приняв для шарообразных частиц р2 = 2?т/r и ?т= 2 Дж/м2, получим, соответственно, для радиусов 102; 10°; 10-2 мкм значения лапласовых давлений, равные 4·10-2; 4; 4·102 МПа, т.е. уже в случае ультрадисперсных порошков лапласово давление достаточно велико, что сказывается на условиях обработки таких порошков.