粉體的流動性在粉體工程設(shè)計中應(yīng)用很廣，對粉體的生產(chǎn)、輸送、儲存、裝填以及粉末冶金、醫(yī)藥組分的混合、殺蟲劑的噴灑等都有影響，研究粉體的流動性，對于粉體設(shè)備的設(shè)計以及一些工藝的設(shè)計等具有重要意義。

粉體之所以流動，其本質(zhì)是粉體中粒子受力的不平衡，對粒子受力分析可知，粒子的作用力有重力、顆粒間的黏附力、摩擦力、靜電力等，對粉體流動影響最大的是重力和顆粒間的黏附力。

幾種粉體流動性差的表現(xiàn)形式

一、影響粉體流動性的因素

影響粉體流動性的因素非常復(fù)雜，粒徑分布和顆粒形狀對粉體的流動性具有重要影響。此外，溫度、含水量、靜電電壓、粉體間相互作用等因素也對粉體的流動性產(chǎn)生影響。

（1）顆粒粒度

顆粒粒度影響粉體流動性的原因有三。

①粉體比表面積與粒度成反比，粉體粒度越小，則比表面積越大。隨著粉體粒度的減小，粉體之間分子引力、靜電引力作用逐漸增大，降低粉體顆粒的流動性。

②粉體粒度越小，粒子間越容易吸附、聚集成團，黏結(jié)性增大，導(dǎo)致休止角增大，流動性變差。

③粉體粒度減小，顆粒間容易形成緊密堆積，使得透氣率下降，壓縮率增加，粉體的流動性下降。

（2）顆粒形態(tài)

除了顆粒粒徑以外，顆粒形態(tài)對流動性的影響也非常顯著。粒徑大小相等，形狀不同的粉末其流動性也不同。顯而易見，球形粒子相互間的接觸面積最小，其流動性最好。針片狀的粒子表面有大量的平面接觸點，以及不規(guī)則粒子間的剪切力，故流動性差。

（3）溫度

熱處理可使粉末的松裝密度和振實密度增加。因為，溫度升高后粉末顆粒的致密度提高。但是當溫度升高到一定程度后，高溫下粉體的黏附性明顯增加，粉體的流動性會下降。如果溫度超過粉體熔點時，粉體會變成液體，使黏附作用更強。

（4）粉體間相互作用

粉體間的摩擦性質(zhì)和內(nèi)聚性質(zhì)對粉體的流動性同樣有著很大的影響。粒度和形態(tài)不同的粉體，其內(nèi)聚性和摩擦性對粉體流動性的影響程度是不同的。

當粉體粒度較大時，粉體流動性主要取決于粉體的形貌，因體積力遠大于粉粒間的內(nèi)聚力，表面粗糙的粉體顆�；蚴切螒B(tài)不均勻的粉體顆粒的流動性都較差。

當粉體顆粒很小，粉體的流動性主要取決于粉體顆粒間的內(nèi)聚力，此時的體積力遠小于顆粒間的內(nèi)聚力。

（5）水分含量

粉末干燥狀態(tài)時，流動性一般較好，如果過于干燥，則會因為靜電作用導(dǎo)致顆粒相互吸引，使流動性變差。

當含有少量水分時，水分被吸附顆粒表面，以表面吸附水的形式存在，對粉體的流動性影響不大。

水分繼續(xù)增加，在顆粒吸附水的周圍形成水膜，顆粒間發(fā)生相對移動的阻力變大，導(dǎo)致粉體的流動性下降。

當水分增加到超過最大分子結(jié)合水時，水分含量越多其流動性指數(shù)越低，粉體流動性越差。

二、改善粉體流動性的辦法

（1）增大粒子大小。對于粘附性的粉狀粒子進行造粒，以減少粒子間的接觸點數(shù)，降低粒子間的附著力、凝聚力。

（2）改善粒子形態(tài)及表面粗糙度。球形粒子的光滑表面，能減少接觸點，減少摩擦力。

（3）降低含濕量。適當干燥有利于減少粒子間的作用力。

（4）加入助流劑。加入0.5%~2%滑石粉、微粉硅膠等助流劑可大大改善粉體流動性。但過多使用反而增加阻力。

三、如何測量粉體的流動性

流動形式以及其相對應(yīng)的流動性評價方法

常用粉體流動性的度量方法

（1）休止角

休止角是粉體堆積層的自由斜面在靜止平衡狀態(tài)下，與水平面形成的最大角。常用的測定方法有注入法，排出法，容器傾斜法，如下圖所示。

注入法

排出法

容器傾斜法

休止角不僅可以直接測定，而且可以測定粉體層的高度和圓盤半徑后計算而得。即tanα=h/r。

休止角是是檢驗粉體流動性的好壞的最簡便的方法。休止角越小，摩擦力越小，流動性越好，一般認為θ≤40°時可以滿足生產(chǎn)流動性的需要。

粘附性粉體或粒子徑小于100～200μm以下粉體的粒子間相互作用力較大而流動性差，相應(yīng)地所測休止角較大。

值得注意的是，測量方法不同所得數(shù)據(jù)有所不同，重現(xiàn)性差，所以不能把它看作粉體的一個物理常數(shù)。

（2）流出速度

流出速度是將物料加入漏斗中測定全部物料流出所需的時間來描述，時間越長，流出速度越慢，粉體的流動性越差。測定裝置如下圖所示。

一些粉體的流動性很差，不能自由流出時，可以加入100μm的玻璃球助流，測定自由流動所需玻璃球的量（w%），以表示流動性。加入量越多流動性越差。

（3）壓縮度

壓縮度將一定量的粉體輕輕裝入量筒后測量最初松體積；采用輕敲法使粉體處于最緊狀態(tài)，測量最終的體積；計算最松密度ρ0與最緊密度ρf；根據(jù)公式12-31計算壓縮度c。

壓縮度是粉體流動性的重要指標，其大小反映粉體的凝聚性、松軟狀態(tài)。壓縮度20%以下時流動性較好，壓縮度增大時流動性下降，當C值達到40%~50%時粉體很難從容器中自動流出。

（4）內(nèi)部摩擦系數(shù)μ。

對靜止的粉體層施加垂直應(yīng)力σ，在水平方向施加剪切應(yīng)力τ。當τ值較小時粉體層處于靜止狀態(tài)，τ值逐漸增大到某一值時粉體層開始滑動，這種剛剛使粉體層開始滑動的狀態(tài)叫限界應(yīng)力狀態(tài)。在限界應(yīng)力狀態(tài)下垂直應(yīng)力σ與剪切應(yīng)力τ之間的關(guān)系為: τ=μσ+C，μ表示摩擦系數(shù)，C表示粘附力。C=0時，叫自由流動粉；C≠0時，為粘附性粉體。根據(jù)μ、以及C的大小評價流動性，這些數(shù)字越小流動性越好。