粒度对粉体空隙率的影响

粉体空隙是指粉体中颗粒与颗粒之间的空隙以及颗粒内的空隙。空隙率是指一定量粉体的总空隙占粉体堆积体积的比例。空隙率反映粉体的堆积性能，直接影响粉体的包装、贮存、输送、应用等方面。本文通过测量粒度、真密度、振实密度和松装密度，计算出不同粉体的空隙率，在展示空隙率测试方法的同时，也提供了一种探索粒度与空隙率之间关系的方法。

空隙率的测试方法

粉体的空隙率是空隙体积V_空与堆积体积V的比值，其是反应粉体宏观特性的重要参数。当粉体处于自然堆积状态下，堆积体积就是粉体的自然堆积体积，即松装体积V_松；当粉体处于振实的状态下，堆积体积就是粉体的振实后的体积，即振实体积V_振。通常情况下，在松装和振实状态下，粉体颗粒与颗粒之间的空隙率差异较大；振实状态颗粒之间的密实度增加，空隙较小。我们需要区别对待不同堆积状态下粉体的空隙率。

目前，粉末的空隙体积是无法直接测量的。我们可通过测量粉体的松装密度、振实密度和真密度来表征粉体的空隙率。根据以下公式分别计算出粉体的松装堆积空隙率ε_松和振实堆积空隙率ε_振。

其中，V_T为颗粒的总体积，ρ_真为粉体的真密度。

粒度对粉体空隙率的影响

那么，粒度及其分布与空隙率之间有什么关系呢？

我们用了5种不同粒度的粉体，使用百特激光粒度仪Bettersize2600分别测出样品的粒度及其分布，如表1所示。我们使用百特BetterPyc 380真密度仪、BT-312振实密度仪和BT-101松装密度仪，分别测试五个样品的真密度、振实密度和松装密度，结果如表1所示。从表1中可知，五个样品的真密度几乎没有变化，振实密度和松装密度随着粒度的增大而增大。图1为五种样品空隙率和特征粒径D50的关系图，其说明空隙率随着粒径的增大而减小。

表1. 多种玻璃珠样品的粒径和空隙率

图 1. 样品空隙率和D50的关系图

结论

在本实验中，玻璃珠粉体的粒度越细，空隙率越大；粒度越大，空隙率越小。由于空隙率还与颗粒形貌、水分、振动以及颗粒上的孔隙等众多因素有关，因此粒度和空隙率之间没有定量的比例关系。要准确地得到一种粉体的空隙率，方法就是直接测量。丹东百特为广大用户提供了完整的粉体空隙率测试方案。

本文作者：百特国际应用工程师 刘朋飞