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顆粒尺寸分布是什么 有什么作用


顆粒尺寸分布(PSD, particle size distribution)指粉體顆粒中所有顆粒尺寸的分布情況,而不單單指平均粒徑分布,它對懸浮體的流變性質具有顯著影響。粉體具有理想的顆粒尺寸分布可以形成密堆積,顆粒間的孔隙小,即使固含量很高時仍具有流動性。如果顆粒的尺寸分布不能形成較好的密堆積,通常在固體含量超過30vol%時,就喪失流動性。隨粉體顆粒尺寸分布的改變,顆粒形成密堆積的孔隙間距發生改變。孔隙率決定著需要填充孔隙所需的液體量。當固體含量小于可能達到的最大固相體積分數時,顆粒間的平均距離隨液體含量的多少而變化。

因此可以將分散介質理解為具有下述兩種功能:一是填充顆粒間的縫隙,二是多余的流體起到將顆粒彼此分開的作用。隨著分散介質量的不同顆粒間的距離(ISP, inter-particle separation)不同,形成懸浮體的黏度也不同。當顆粒尺寸分布不能使顆粒較好地堆積時,顆粒間的孔隙較大,這時需要較多的液體來填充顆粒間的孔隙,因此可流動的液體數量減少,顆粒間的距離 (ISP)較小,表觀黏度升高。

相反,當PSD值可以使顆粒形成較好的密堆積,只需要少量液體來填充顆粒間的孔隙,表觀黏度相對較低。體積分數為55%的懸浮體中,通過添加少量的細顆粒可以使表觀黏度 大大下降。

顆粒的表面性質對懸浮體的流變性也有影響,特別是當固體含量較高時。顆粒表面相對光滑,顆粒間的滑移較容易。有機/高分子的覆蓋有利于降低顆粒間的摩擦力。當顆粒表面粗糙、起伏時, 顆粒間碰撞時的摩擦力將阻礙流動,使黏度顯著增加。


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