يرجع الاختلاف في قوة التماسك بين المساحيق المختلفة إلى نوع وقوة القوى بين الجسيمات (قوى فان دير فالس، والقوى الشعرية، والقوى الكهروستاتيكية، وما إلى ذلك)، وتشمل العوامل المؤثرة الأساسية حجم الجسيمات، وخشونة السطح، ومحتوى الرطوبة، وخصائص المواد، مما يؤدي إلى قوة متماسكة يمكن أن تمتد إلى عدة أوامر من الحجم (من 10 ⁻⁶ N إلى 10 ⁻¹ N). يمكن وصف هذا الاختلاف كميًا من خلال مؤشر ميزة التجميع والتوتر السطحي ونموذج تصحيح الخشونة.
حجم الجسيمات: 5um هو الحد الرئيسي لقوة القوة المتماسكة
تتمتع المساحيق فائقة الدقة التي يقل حجم جسيماتها عن 5 ميكرومتر بمؤشر خاصية التجميع المتزايد بشكل ملحوظ نظرًا لمساحة سطحها المحددة الكبيرة وقوى فان دير فال التي تهيمن على قوة التماسك. أظهرت التجارب أنه عندما ينخفض قطر الجسيم من 10 ميكرومتر إلى 2 ميكرومتر، يمكن زيادة رقم التكتل (نسبة قوة تفاعل الجسيمات إلى الجاذبية) بثلاثة أوامر من حيث الحجم، مما يؤدي إلى انتقال المسحوق من حالة "التدفق الحر" إلى حالة "التكتل القوي".
على سبيل المثال، تماسكنانو ثاني أكسيد التيتانيوم(حجم الجسيمات ~ 20 نانومتر) هو أكثر من 100 مرة من حجم ثاني أكسيد التيتانيوم بالميكرومتر، وذلك بسبب النسبة العالية من الذرات المكشوفة على سطح الجسيمات الدقيقة والتفاعلات الجزيئية الأقوى. بالنسبة للمساحيق التي يزيد حجم جسيماتها عن 5 ميكرومتر، تتجاوز قوة الجاذبية قوة فان دير فالس، ويتم تحديد قوة التماسك بشكل أساسي عن طريق العض والاحتكاك الميكانيكي. مؤشر خصائص التكتل قريب من 1، وقابلية التدفق جيدة.
خشونة السطح: "مخفض متماسك" للمسحوق الجاف
تأتي قوة التماسك لجزيئات السطح الملساء بشكل أساسي من التفاعلات المباشرة بين الجزيئات، في حين أن النتوءات الدقيقة (الخشونة> 10 نانومتر) على سطح المساحيق الحقيقية تضعف هذا التأثير بشكل كبير. تظهر الحسابات النظرية أن الالتصاق الجاف للخرزات الزجاجية الخشنة هو فقط 1/10 من الكرات الملساء، حيث أن الجسم المحدب الصغير يحمي قوى فان دير فال، مما يقلل من منطقة الاتصال الفعالة إلى أقل من 10% من المساحة الظاهرة. على سبيل المثال، مسحوق الألومنيوم الكروي (خشونة السطح Ra=0.1 ميكرومتر) المطحون بتدفق الهواء لديه قوة تماسك أقل بنسبة 40% وتحسن أكثر أهمية في قابلية التدفق من مسحوق الألومنيوم غير المنتظم (Ra=1.2um) المطحون بالطحن الميكانيكي.
محتوى الرطوبة: القوة الشعرية تؤدي إلى "خطوة تشبه النمو" للقوة المتماسكة
ستشكل كمية صغيرة من الماء (<5%) جسورًا سائلة بين الجزيئات، مما يولد تماسكًا شعريًا يتجاوز بكثير الحالة الجافة. بالنسبة لمسحوق الخرز الزجاجي، فإن إضافة 0.5% رطوبة يمكن أن يزيد قوة التماسك من 10 ⁻⁵ N إلى 10 ⁻² N، والتي يتم تحديدها بواسطة الصيغة cap-2 πγ LVRcos θ، حيث التوتر السطحي γ - LV وزاوية التلامس θ هي معلمات رئيسية. على سبيل المثال، قوة التماسك لرمل الكوارتز في الحالة الجافة هي 0.01 نيوتن فقط. بعد إضافة الماء إلى 2%، يمكن أن تصل قوة التماسك إلى 0.3 نيوتن بسبب التجسير الشعري، وهو ما يكفي لتشكيل هيكل "قلعة رملية" مستقر. ولكن عندما تزيد نسبة الرطوبة عن 15%، تغلف الجزيئات بالكامل بغشاء مائي، فتقل القوة الشعرية، بينما تصبح قوة التماسك هي المسيطرة على الطفو.
خواص المواد: التوتر السطحي والتأثير التنظيمي للمجموعات الكيميائية
يؤدي الاختلاف في الطاقة السطحية للمواد المختلفة إلى اختلاف قيم القاعدة المتماسكة. على سبيل المثال، تتمتع المساحيق المعدنية (مثل مسحوق النحاس، والطاقة السطحية γ _SV-1J/m ²) بقوة تماسك أعلى 30 مرة من مساحيق البوليمر (مثل البولي إيثيلين، γ _SV-0.03J/m ²). يتمتع المسحوق الذي يحتوي على مجموعات وظيفية خاصة (مثل السيليكا المعالجة بالهيدروكسيل) بتماسك أعلى بنسبة تزيد عن 50% من المساحيق غير القطبية المماثلة بسبب الرابطة الهيدروجينية. يمكن للراتنجات ذات الأساس المائي مثل SV-6145 تحسين تدفق الطلاء مع الحفاظ على الالتصاق عن طريق تقليل التماسك (مع الاحتفاظ بمجموعات التثبيت). مبدأ التصميم هو استخدام مجموعات الطاقة السطحية المنخفضة لإضعاف الجذب بين الجسيمات.
SAT NANO هو أفضل مورد لمسحوق الأكسيد في الصين، يمكننا أن نقدم جسيمات النانو وحجم الجسيمات الدقيقة. إذا كان لديك أي استفسار عن مسحوق al2o3 ومسحوق tio2 ومسحوق sio2، فلا تتردد في الاتصال بنا على sales03@satnano.com
