粉體流動(dòng)專欄 | 固結(jié)、預(yù)處理和充氣粉體的流動(dòng)性測(cè)量：一項(xiàng)使用粉體流變儀和旋轉(zhuǎn)剪切盒的比較研究

本文檔基于最初發(fā)表于斯特拉特福德《特定系統(tǒng)分析流程（2005）》的研究而編寫

https://doi.org/10.1016/j.powtec.2006.10.016

       概述

       本文采用富瑞曼FT4粉體流變儀™提供的兩種方法對(duì)粉體流動(dòng)性測(cè)量值進(jìn)行了比較。扭曲槳葉法是經(jīng)驗(yàn)性方法，該方法可用于測(cè)量在特定堆積條件下建立動(dòng)態(tài)或三維流動(dòng)形態(tài)所需的能量。另一種是自動(dòng)剪切盒，其中粉體試樣在單個(gè)平面上剪切，以確定其剪切強(qiáng)度特性。對(duì)六種不同的粉體進(jìn)行了評(píng)估，以確定其在固結(jié)、預(yù)處理和充氣或流化時(shí)相應(yīng)的流動(dòng)特性。本次評(píng)估的目標(biāo)是將兩種方法測(cè)得的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來(lái)，并評(píng)估了影響粉體流動(dòng)性的一些關(guān)鍵變量的靈敏度。

       結(jié)果表明，動(dòng)態(tài)測(cè)試能產(chǎn)生剪切效果，同時(shí)不會(huì)壓緊粉體試樣（向上測(cè)試），并且所測(cè)得的數(shù)據(jù)與剪切盒數(shù)據(jù)具有相關(guān)性。然而，標(biāo)準(zhǔn)的向下動(dòng)態(tài)測(cè)試雖然確實(shí)具有壓緊效果，相關(guān)性較差，但差異很大。很顯然，剪切強(qiáng)度只是流動(dòng)性的一個(gè)要素，所測(cè)得的流動(dòng)能也取決于粉體的可壓性和流速。在接近零的正應(yīng)力條件下，對(duì)處理過(guò)的粉體進(jìn)行剪切盒測(cè)試時(shí)，使用位置控制模式，而非施加外力控制，因?yàn)楹笳呤怯糜跇?biāo)準(zhǔn)的剪切盒測(cè)試。充氣粉體不能用剪切盒進(jìn)行評(píng)估，而應(yīng)采用動(dòng)態(tài)方法評(píng)估，并應(yīng)具有非常顯著的流動(dòng)能差異。

       總之，通過(guò)這兩種方法都能得出流動(dòng)行為的有效結(jié)論，并具有良好的測(cè)量結(jié)果再現(xiàn)性，但通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)能更好地區(qū)分所有堆積狀態(tài)下具有類似流變特性的粉體之間的差異。

       介紹

       當(dāng)粉體流動(dòng)性發(fā)生有意或無(wú)意的改變時(shí)，通過(guò)給定的工藝流程對(duì)粉體的流動(dòng)特性進(jìn)行預(yù)測(cè)對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)而言是非常重要的，因?yàn)榱鲃?dòng)性的改變往往會(huì)導(dǎo)致停產(chǎn)或產(chǎn)品質(zhì)量低劣。因此需要對(duì)流動(dòng)特性進(jìn)行可靠的預(yù)測(cè)，這又需要具備有關(guān)粉體的體積、流動(dòng)性和加工性能的可靠信息。

       目前沒(méi)有描述粉體動(dòng)態(tài)流動(dòng)的定義，也沒(méi)有相關(guān)單位，而且不存在測(cè)量這些復(fù)雜材料的理想方法。除了傳統(tǒng)重視的料倉(cāng)設(shè)計(jì)外，剪切盒的研發(fā)還在繼續(xù)，有些設(shè)計(jì)現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作，并且能測(cè)得材料的特性數(shù)據(jù)。使用粉體流變儀可進(jìn)行高度自動(dòng)化的快速、可重復(fù)、高靈敏度測(cè)量。為了對(duì)這些方法進(jìn)行比較，選擇了六種不同材料（表1），并且因?yàn)橛绊懛垠w流動(dòng)性的諸多因素中，最關(guān)鍵的因素就是空氣的存在或逸出，因此主要變量為堆積狀態(tài)。

       儀器和測(cè)量方法

       所使用的儀器是富瑞曼科技有限公司的FT4粉體流變儀®，在其他文獻(xiàn)中進(jìn)行了說(shuō)明。(1).簡(jiǎn)而言之，附件如槳葉、壓頭和剪切頭進(jìn)入粉體試樣過(guò)程中可以旋轉(zhuǎn)，同時(shí)軸向移動(dòng)，并且測(cè)量軸向力和旋轉(zhuǎn)力。雙軸方向上都有多種控制模式，包括速度、力和扭矩。除了試樣準(zhǔn)備環(huán)節(jié)外，標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測(cè)試、充氣測(cè)試和剪切盒測(cè)試都是自動(dòng)化操作，無(wú)需操作人員參與。  

       動(dòng)態(tài)測(cè)試中使用了一個(gè)直徑48mm的槳葉和裝在50mm孔徑硼硅酸鹽測(cè)試容器中的160ml粉體試樣。所有使用30ml試樣的剪切盒測(cè)試中，都使用自動(dòng)化的18段、直徑48mm的旋轉(zhuǎn)剪切盒附件。用于動(dòng)態(tài)和剪切盒測(cè)試的所有試樣均使用儀器自帶的“預(yù)處理”方法進(jìn)行預(yù)處理。“預(yù)處理”時(shí)槳葉會(huì)輕輕地?cái)噭?dòng)粉體底部，從而制備一份均勻、輕微壓實(shí)的試樣，而且很容易復(fù)制。

圖1：在向下測(cè)試模式中可以看出沿整個(gè)槳葉長(zhǎng)度方向的“推土”效果

圖2：向上測(cè)試 - 在最小固結(jié)情況下剪切

圖3：試樣容器上方的剪切盒

圖5：以2mm/s的恒定空氣流速通過(guò)粉體底部的壓力降為所施用的正應(yīng)力的函數(shù)

       剪切盒測(cè)試

       9KPA剪切盒測(cè)試 - 測(cè)試結(jié)果與回顧

       與預(yù)期的一致，數(shù)據(jù)（表2）顯示，和較大的顆粒、自由流動(dòng)粉體相比，粘性粉體具有較高剪切強(qiáng)度，其中噴霧干燥的乳糖中的球形顆粒含量最低。這組屈服軌跡非常相似，在7kPa的數(shù)據(jù)水平上顯示出差異為1.4，在3kPa的施用正應(yīng)力上顯示出差異為2.1。CRM116石灰石的屈服軌跡與認(rèn)證公告一致 (2) 。粉體范圍內(nèi)的內(nèi)摩擦角從26.5º到35.8º不等。

       對(duì)于粘性粉體，可以推算出屈服軌跡，并使用莫爾應(yīng)力圓分析（ASTM標(biāo)準(zhǔn)(3)）推導(dǎo)出無(wú)約束屈服強(qiáng)度（2.1至5.6kPa）、最大主應(yīng)力、粘結(jié)應(yīng)力和流動(dòng)性數(shù)值。這種分析無(wú)法用于非粘性試樣組，因?yàn)樗鼈兊那壽E等于有效屈服軌跡，這意味著無(wú)約束屈服強(qiáng)度的推導(dǎo)值將為零。

圖6：用9kPa的正應(yīng)力進(jìn)行預(yù)剪切后，對(duì)六種材料進(jìn)行的剪切試驗(yàn)

       零預(yù)剪切應(yīng)力和接近零正應(yīng)力下的剪切盒測(cè)試 - 測(cè)試結(jié)果與回顧

       在零正應(yīng)力下測(cè)量粘結(jié)或剪切強(qiáng)度的一個(gè)主要難點(diǎn)是：剪切動(dòng)作會(huì)導(dǎo)致所產(chǎn)生的壓力與剪切平面垂直。因此，在這些測(cè)試中，在零正應(yīng)力下通過(guò)初次剪切進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)將剪切頭保持在固定高度，而不是在通常的外力控制模式下操作，并且在剪切過(guò)程中記錄法向應(yīng)力的增加。通過(guò)這種方式，在正應(yīng)力范圍（123Pa-219Pa）內(nèi)對(duì)已處理或無(wú)應(yīng)力粉體的剪切強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)量。測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2所列，粘性最低和最高的粉體“粘結(jié)應(yīng)力”值，范圍為159Pa-247Pa。有趣的是，對(duì)于非粘性粉體，所產(chǎn)生的法向壓力大于相應(yīng)的剪切強(qiáng)度，而對(duì)于粘性測(cè)試組而言，該壓力明顯更小。這種現(xiàn)象可能是因?yàn)榕c細(xì)顆粒、團(tuán)聚的粘性粉體相比，具有大球形顆粒（噴霧干燥的乳糖）的粉體具有更多的流體靜力學(xué)行為。

表2：剪切測(cè)試參數(shù)概述

       壁面摩擦測(cè)量 - 結(jié)果和回顧

       在所施用的不同正應(yīng)力范圍（2.75-22kPa）內(nèi)，旋轉(zhuǎn)直徑48mm圓片（304級(jí)SS，120號(hào)砂磨面光潔度）時(shí)所有粉體剪切的摩擦阻力進(jìn)行測(cè)量，以確定壁面摩擦系數(shù)。表2也列出了從所測(cè)得的屈服軌跡（如圖6所示）得出的內(nèi)摩擦角數(shù)據(jù)結(jié)果。

       動(dòng)態(tài)測(cè)試

       通過(guò)動(dòng)態(tài)向下測(cè)試可測(cè)定BFE、SI和FRI  - 測(cè)量結(jié)果和回顧

       在常規(guī)的動(dòng)態(tài)測(cè)試中，通過(guò)槳葉（圖1）向下朝著容器的底部推壓粉體，從而使之前預(yù)處理過(guò)的粉體（見(jiàn)上文）固結(jié)。圖7顯示了每個(gè)粉體上7次相同的重復(fù)測(cè)試中流動(dòng)能的測(cè)量結(jié)果，重復(fù)測(cè)試之間都進(jìn)行了預(yù)處理，然后進(jìn)行遞減的槳葉轉(zhuǎn)速下的變流速測(cè)試。

       穩(wěn)定的流動(dòng)能級(jí)（第7次測(cè)試）是基本流動(dòng)能（BFE）值，并且是關(guān)鍵的流動(dòng)性參數(shù)。從這些曲線中可看出BFE差異因子約為5，這反映出它們對(duì)外力導(dǎo)致的流動(dòng)所產(chǎn)生的不同阻力。初始七次測(cè)試的高度重復(fù)性表明所有粉體都具有穩(wěn)定的流變學(xué)特性。

       非粘性粉體需要最大的流動(dòng)能，有趣的是其剪切強(qiáng)度最低。除噴霧干燥乳糖外，BFE數(shù)據(jù)與圖4所示的可壓性測(cè)量值相反，表明可壓性是這些測(cè)量中的關(guān)鍵因素。有一種可能性是，對(duì)于非粘性粉體，由于粉體的低可壓性和粉體顆粒之間作用力的高傳遞性，發(fā)生剪切的槳葉前端和周圍有很大的區(qū)域都會(huì)發(fā)生流動(dòng)。如果要引起連鎖反應(yīng)，需要大部分體積的試樣發(fā)生移動(dòng)，因?yàn)楹驼承苑垠w相比，槳葉穿透粉體需要做更多的功，而粘性粉體中含有相當(dāng)多的空氣，并且更易于壓縮。槳葉移動(dòng)時(shí)，其前端和周圍的材料發(fā)生流動(dòng)的區(qū)域小很多，這樣相對(duì)于鄰近材料剪切或移動(dòng)的顆粒數(shù)量就會(huì)減少，所作的功也是如此。噴霧干燥的乳糖需要中等范圍的流動(dòng)能，因?yàn)榍蛐晤w粒能夠以較小的摩擦阻力移動(dòng)（與相似尺寸的帶棱角顆粒相比），并且它具有所有六種粉體中的最低剪切強(qiáng)度（圖6）。

       圖7中的第8至11次測(cè)試顯示了這些可壓縮測(cè)試過(guò)程中對(duì)槳葉速度或流速的靈敏度，稱為流速指數(shù)（FRI =第11測(cè)試/第8次測(cè)試）。測(cè)量值列于表3中。粘性粉體在低流速下需要更大的流動(dòng)能，因?yàn)槠渲邪目諝饽軌蛱右荩嘞碌牟牧细?，更難以流動(dòng)。非粘性粉體對(duì)流速的靈敏度要差很多，特別是球形顆粒和透氣性較高的噴霧干燥乳糖（圖5）。在這種情況下，顆粒之間的空隙大小和接觸多少不受剪切速率的影響，并且松裝密度保持不變。即使如此，如能量測(cè)量所示，測(cè)試速度降低時(shí)，流動(dòng)阻力增加，但增加的程度與粘性粉體不同。

       作為上述的一部分，通過(guò)測(cè)量移除粉體后附著于槳葉上的粉量，進(jìn)行粘附性測(cè)試。這些數(shù)據(jù)（表1）范圍為0.46mm³-6mm³，這表明精磨乳糖和石灰石如預(yù)期一樣是粘性最大的材料。

圖7：固定和可變槳葉速度下流動(dòng)能的測(cè)量

       通過(guò)對(duì)已固結(jié)的粉體的動(dòng)態(tài)向下測(cè)試得到CI值 - 測(cè)量結(jié)果和回顧

       在之前的動(dòng)態(tài)測(cè)試中測(cè)量了預(yù)處理粉體被槳葉推進(jìn)時(shí)所具有的流動(dòng)能。在后續(xù)更多測(cè)試中，通過(guò)振動(dòng)或施加直接壓力使得粉體試樣流動(dòng)，從而進(jìn)行了預(yù)固結(jié)。測(cè)量結(jié)果（不包括圖形數(shù)據(jù)）在表3中以固結(jié)指數(shù)（CI）列出：該指數(shù)指流動(dòng)能與BFE值相比增加的因數(shù)。

       振動(dòng)100次后，盡管松裝密度增加了28％（表1），粒徑較小的粉體CI100 Taps 約為8，難以去除夾帶空氣的石灰石粉料除外。這與石灰石粉料的透氣性極差有關(guān)（圖5）。與預(yù)期的一致，通過(guò)振動(dòng)固結(jié)時(shí)，非粘性粉體所受的影響較小，其CI100 Taps值的范圍為2.9-4。對(duì)于這些粉體而言，由于顆粒的重新排列和互鎖，以及排除了空氣，從而導(dǎo)致能量增加。

       通過(guò)直接加壓（加壓增量為25％）至11kPa固結(jié)時(shí)，對(duì)非粘性粉體產(chǎn)生了較小的影響，但對(duì)容易排除空氣的三種粘性粉體產(chǎn)生了極大的影響，所示的松裝密度增加了27 ％（滑石）-41％（精磨乳糖）。由于堆積產(chǎn)生的粘結(jié)和摩擦的增加以及可壓性降低（表3），粘性粉體的流動(dòng)能增加了約5倍。更堅(jiān)硬的非粘性粉體受到了輕微的影響，CIDP值位于1.4-1.7之間。

表3：動(dòng)態(tài)流動(dòng)性數(shù)據(jù)

       預(yù)處理粉體的動(dòng)態(tài)向上測(cè)試 - 結(jié)果和回顧

       這些測(cè)試旨在接近非固結(jié)或無(wú)應(yīng)力狀態(tài)時(shí)測(cè)量六種粉體的流動(dòng)阻力，并且在不施加壓縮應(yīng)力的情況下進(jìn)行測(cè)試。制備試樣時(shí)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)“預(yù)處理”槳葉輕輕地?cái)噭?dòng)粉體底部，從而制備一份均勻、輕微壓實(shí)的試樣，而且很容易復(fù)制。

       對(duì)160ml粉體試樣進(jìn)行測(cè)試，使用流變儀槳葉沿著向上的螺旋路徑移動(dòng)，以進(jìn)行剪切，同時(shí)具有輕微的固結(jié)程度，如圖2所示。用常規(guī)方式測(cè)量槳葉上的扭矩和阻力，以確定建立流動(dòng)形態(tài)需要消耗的能量。由于在該測(cè)試中重力占主導(dǎo)地位，為了對(duì)松裝密度的變化進(jìn)行補(bǔ)償，以比流動(dòng)能（mJ/g）來(lái)表示流動(dòng)能。測(cè)量結(jié)果（表3和圖9）范圍為4.8mJ/g-9.6mJ/g，并且再次表明粘性粉體組需要更大的能量才能發(fā)生流動(dòng)。

       充氣粉體的動(dòng)態(tài)向下測(cè)試 - 結(jié)果和回顧

       使用自動(dòng)充氣程序準(zhǔn)備并評(píng)估160ml試樣，該程序包括一系列測(cè)試，每次進(jìn)行測(cè)試環(huán)節(jié)以前，先進(jìn)行預(yù)處理節(jié)環(huán)，然后測(cè)試時(shí)在粉體試樣中將空氣流速不斷提高。在每個(gè)測(cè)試環(huán)節(jié)中測(cè)得的流動(dòng)能如圖8所示，表明充氣對(duì)兩種最 具粘性的粉體的影響最小，與其他四種粉體相比，這兩種很容易充氣。

       即使少量的充氣，這四種粉體中的三種也具有高靈敏度，其流動(dòng)能可快速下降。第四種粉體，即球形噴霧干燥乳糖，可能由于其透氣性較高，因此最初充氣流速較慢（圖5）。所有四種粉體在空氣流速高于12mm/s時(shí)會(huì)形成流化態(tài)。通過(guò)充氣能比（AR）量化流動(dòng)能量的減少。當(dāng)以14mm/s空氣流速充氣時(shí)，AR從石灰石的1.6變化到篩分乳糖的248。

圖8：流動(dòng)能可作為空氣流速的函數(shù)（對(duì)數(shù)尺度）

       動(dòng)態(tài)與剪切結(jié)果的回顧與比較

       預(yù)固結(jié)粉體 - 結(jié)果比較與回顧

       預(yù)固結(jié)（9kPa）粉體的屈服軌跡是可重復(fù)的（非粘性粉體0.5％，粘性粉體1％），并給出了預(yù)期的排序，最大和最小粘性粉體之間的差異分別<1.5（7kPa時(shí)的屈服點(diǎn)）；<2.1 （3kPa時(shí)的屈服點(diǎn)）以及<1.2（最大主應(yīng)力）。粘性粉體的無(wú)約束屈服強(qiáng)度（UYS）的變化范圍為2.1-5.6 kPa，但由于將屈服軌跡推算至零時(shí)存在明顯的誤差，因此無(wú)法可靠地確定非粘性組的情況。

       相比之下，在圖1中向下測(cè)試時(shí)的動(dòng)態(tài)方法中可生成六種粉體的類似排序，其中預(yù)固結(jié)粉體的結(jié)果具有的差異為4（流動(dòng)能）和4（CI值）并且與剪切盒數(shù)據(jù)具有一定的相關(guān)性（R2 = 0.74-0.82）。采用動(dòng)態(tài)方法可以獲得更大的差異 - 例如，粗磨乳糖和篩分乳糖具有非常相似的屈服軌跡，但BFE和CI值卻明顯不同。另外，雖然剪切盒和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)之間存在一定程度的相關(guān)性，但后者主要是測(cè)量三維流動(dòng)并需要考慮剪切時(shí)發(fā)生流動(dòng)區(qū)域的大小。流動(dòng)能測(cè)量結(jié)果可能是剪切強(qiáng)度、粘結(jié)性、可壓性和物理特性等關(guān)鍵變量的綜合效應(yīng)的體現(xiàn)。當(dāng)然，動(dòng)態(tài)測(cè)試法，尤其對(duì)于非粘性粉體而言，具有簡(jiǎn)單、快速、可重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且具有高區(qū)分度。

       預(yù)處理粉體 - 結(jié)果比較與回顧

       在零預(yù)剪切應(yīng)力和零正應(yīng)力下，難以對(duì)預(yù)處理過(guò)的粉體進(jìn)行剪切盒測(cè)量，但是當(dāng)所施用的正應(yīng)力值接近于零時(shí)，測(cè)量結(jié)果為123-219Pa。最小和最大粘結(jié)性之間的差異為159-247Pa。

       相比之下（圖9），當(dāng)向上測(cè)試預(yù)處理粉體以測(cè)量比流動(dòng)能時(shí)，動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果表明最小粘結(jié)性與和最大粘結(jié)性的結(jié)果分別為4.8mJ/g 和9.6mJ/g，之間的差異具有相同的排列等級(jí)。即使是類似的粗磨和篩分乳糖，兩種方法都測(cè)得了類似的差異化數(shù)據(jù)。

圖9：動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果（向上測(cè)試）與剪切數(shù)據(jù)的相關(guān)性

       充氣粉體 - 結(jié)果比較與回顧

       在充氣的粉體上進(jìn)行剪切盒測(cè)試是不可能的，但使用動(dòng)態(tài)測(cè)試法則非常合適，并且能顯示出粉體之間的高度差異性。充氣測(cè)試顯示，對(duì)于最粘的粉體，流動(dòng)能的減少很小，但滑石粉的衰減程度為90，過(guò)篩乳糖的衰減程度則高達(dá)248，這表明充氣可以大大地改變粉體的流動(dòng)性，這點(diǎn)在料斗溢流現(xiàn)象中是眾所周知的。

       結(jié)論

       1.動(dòng)態(tài)向上測(cè)試中使用剪切時(shí)不會(huì)發(fā)生固結(jié)的逆時(shí)針螺旋結(jié)構(gòu)，測(cè)得的數(shù)據(jù)與剪切盒數(shù)據(jù)具有相關(guān)性，如圖9所示。如果是“粘結(jié)應(yīng)力”剪切數(shù)據(jù)，則R2 = 0.88，并且相對(duì)于測(cè)量的內(nèi)摩擦角R²=0.84。在這兩種方法中，都會(huì)發(fā)生剪切而不會(huì)導(dǎo)致固結(jié)加重。在動(dòng)態(tài)向上測(cè)試中，可測(cè)得六種粉體合理的差異化數(shù)據(jù)（差異因子為2）。

       2.動(dòng)態(tài)向下測(cè)試中產(chǎn)生的固結(jié)（使用逆時(shí)針螺旋結(jié)構(gòu)的BFE測(cè)試）具有高度差異性（差異因子為4.2），尤其是對(duì)于非粘性粉體，但與剪切盒數(shù)據(jù)的相關(guān)性很小。其原因在于在動(dòng)態(tài)方法中測(cè)量了包括剪切強(qiáng)度和剪切或流動(dòng)區(qū)域范圍等因素的組合，并且粒徑變化很大，這取決于試樣的可壓性。不可壓縮的非粘性粉體具有大的流動(dòng)區(qū)域（槳葉前面和周圍），因此要求具有最高的流動(dòng)能。

       3.在非粘性粉體的剪切盒測(cè)量數(shù)據(jù)中，屈服軌跡的RSD約為1％或0.5％，并且在六種粉體的范圍內(nèi)差異為2或更小。屈服軌跡、內(nèi)摩擦角和粘結(jié)應(yīng)力（零正應(yīng)力下）的RSD約為1％。對(duì)于粘性粉體而言，可以合適的精度來(lái)確定其無(wú)約束屈服強(qiáng)度，甚至是粘結(jié)應(yīng)力或Y軸截距；但由于推算屈服軌跡時(shí)接近為零，對(duì)于非粘性粉體則不適用。

       4.在剪切盒測(cè)量中，在零預(yù)剪切應(yīng)力和接近零正應(yīng)力下測(cè)得的結(jié)果是有區(qū)別的，并且與向上測(cè)試中測(cè)得的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（圖9）具有很好的相關(guān)性。這是一種全新的剪切方法，值得進(jìn)一步發(fā)展，所產(chǎn)生的壓力和剪切強(qiáng)度之間的關(guān)系也值得進(jìn)一步研究。

       5.通過(guò)測(cè)量動(dòng)態(tài)流動(dòng)能力，能很好地確定非粘性粉體之間的差異性，這與剪切盒的測(cè)量結(jié)果截然相反，剪切盒測(cè)量具有相似的接近相交于零的屈服軌跡，這意味著無(wú)法測(cè)得本組粉體試樣的粘結(jié)應(yīng)力和UYS。

       6.松裝密度、可壓性、透氣性和粘附性測(cè)量有助于幫助解釋流動(dòng)行為（表1）。

       7.雖然充氣或流態(tài)化粉體的流動(dòng)特性不能用剪切盒進(jìn)行評(píng)估，但使用動(dòng)態(tài)測(cè)試法則非常合適，并且能顯示出粉體之間的高度差異性。充氣基本上總能改善流動(dòng)性，而非粘性粉體最終發(fā)生流化的情況下，則會(huì)發(fā)生戲劇性的變化。

       8.剪切強(qiáng)度是許多物理和環(huán)境特性的復(fù)雜函數(shù)。流動(dòng)性更為復(fù)雜，這取決于剪切強(qiáng)度、可壓性、空氣含量、流速等因素。而固結(jié)的非粘性粉體中流動(dòng)阻力的高傳遞性尤其會(huì)導(dǎo)致較高的流動(dòng)能，盡管這些材料具有相對(duì)較低的剪切強(qiáng)度，并且在不受限制時(shí)能自由流動(dòng)。

       9.要用科學(xué)方法精確測(cè)定粉體流動(dòng)性為時(shí)尚早，但可以預(yù)言，產(chǎn)業(yè)界對(duì)流體特性的需求比以往任何時(shí)候都更高。雖然在這項(xiàng)比較性研究中使用了六種非常不同的粉體，但產(chǎn)業(yè)界典型的困難在于如何識(shí)別非常相似的粉體之間的差異。因此，對(duì)于應(yīng)用最廣泛的測(cè)試方法，包括剪切盒和動(dòng)態(tài)流動(dòng)技術(shù)，都需要達(dá)到最高的靈敏度和可重復(fù)性。

       參考文獻(xiàn)

       (1) FREEMAN, R, (2003), The importance of air content on the rheology of powders – an empirical study using the FT4 Powder Rheometer

       (2) AKERS, R,J, (1992), ‘The certification of a limestone powder for Jenike shear testing, CRM116, Loughborough University of Technology

       (3) ASTM Standards, D6773-02 and D6128-00 on shear testing.