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粉体的填充指标
粉体是由大量离散的粉末颗粒组成的一种复杂集合体，其中粉末颗粒间具有形状不同、大小各异的孔隙。孔隙的存在导致相邻颗粒之间难以形成很强的作用力，故粉体颗粒在静止时表现出固体的性质，而在运动时则又表现出流体的性质。粉体在人类日常生活中十分常见，如食盐、面粉、药品等。
由于生产加工方式的不同，粉体颗粒的形状复杂多样。粉体颗粒的具体形状可以通过显微镜进行观察。颗粒的粒径则可以通过筛分法、图像法等方式进行测量。粉体颗粒的形状和粒径影响粉体的流动效果、填充状态以及颗粒间孔隙的形貌。
在工业生产过程中，常需要将粉体颗粒倒入容器中或将多种粉体颗粒混合均匀，进而进行后续加工达到生产要求。容器中粉体的均匀分布对产品的性能至关重要，例如，制药行业需要将不同成分的药品粉末混合均匀提高药品性能；高性能的粉末冶金零部件则需要尽可能高的填充密度。
粉末体系中由于含有大量的孔隙，其填充混合程度的表征也与固体和液体不同，常用容积密度、填充率、空隙率、配位数等来表示。
由于粉体填充方式的不同，粉体的容积密度又可以分为松装密度和振实密度。松装密度是指粉体在重力作用下从某一高度自由下落堆积测得的密度，采取松装方式进行填充时，其密度及均匀性受容器尺寸和粉末体填充高度的影响。为了使粉体混合均匀，减小粉体颗粒间的孔隙，常对容器中的粉体施加振动激励，这种方式下得到的密度称为振实密度。
松装密度测定装置
影响粉体填充的因素
在工业生产过程中，为了获得高性能、高致密度的产品，则需要尽可能的使粉体混合均匀，减小颗粒间的间隙，提高填充密度。常见的影响粉体填充效果的因素有颗粒性质、壁效应、机械运动、水分效应等。
（1）颗粒性质
粉体颗粒的形状和粒径等几何性质对粉体的填充效果影响显著。颗粒形状越复杂、粒径越小，相邻颗粒间的贴合效果越差，填充效果越差。此外，颗粒的表面粗糙度、磁性等性质也会影响粉体的填充效果。粉体颗粒的表面越粗糙，填充效果越差。
（2）壁效应
容器中靠近容器壁的粉体会表现出不同于容器内其他部位粉体的特性，这种现象称为壁效应。例如，热传导快、间隙大、壁限制等。壁效应的大小受容器形状、材质等因素的影响，也与颗粒的性质密切相关。当颗粒与容器壁接触面积越大时，间隙越小，填充效果越好。根据粉体在容器内的位置不同，可将粉体的堆积分为角结构、边缘结构和中间结构。
（3）机械运动
堆积速度和振动都会改变粉体的填充效果。粉体的填充密度随着堆积速度的增大而增大，这是由于堆积速度越快，粉体的惯性越大，可以将粉体系统内包含的空气排出。当粉体较小时，粉体颗粒间常含有大量的空气，极易形成稳定的拱桥现象。在重力和外界振动激励的共同作用下，颗粒开始运动，小颗粒填充大颗粒的间隙，增大填充密度。对于振动是增大还是减小粉体的填充密度，则取决于粉体的初始填充效果。
（4）水分效应
粉体的填充效果会因为水分的存在发生改变，颗粒表面间形成水膜。水分的产生使粉体填充体积变大，并且细小的颗粒黏结成团，变成不规则形状的大颗粒。当粉体颗粒粒径越细小时，水分效应对粉体填充效果的影响效果越显著。
资料来源：
赵艳波：基于EDEM的粉体振动填充特性研究，太原理工大学
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