美国Mercury REVOLUTION 粉体流变仪用于流化分析

美国Mercury REVOLUTION 粉体流变仪

当向粉末中注入气体时,粉末颗粒会因之分离并进入类流体状态,此过程即为流化。粉末本身的特性以及气体的压力与温度,共同决定了流化程度的高低。对于细粉而言,使其颗粒流化所需的气压极低,仅通过滚筒旋转即可产生此低压环境。改变滚筒转速将导致流化压力相应变化。因此,通过测量粉末在旋转滚筒中的体积膨胀率与滚筒转速的函数关系,即可对细粉的流化特性进行研究。

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此外,通过停止滚筒旋转并将流化压力降至零,可以测量已流化的细粉恢复至原始状态的沉降速率。

REVOLUTION 粉体流变仪通过测量粉末在旋转滚筒中,于特定角速度间隔内的体积增量,构建该粉末的流化函数。测试过程中,同步测量粉末体积的衰减速率,以建立物料的沉降函数。适用于本流化测试的粉末包括:碳粉、催化剂、粉末涂料及其他具备低压流化潜能的粉体。

REVOLUTION 粉体流变仪流化分析包含四个可选的工艺流程步骤:准备、沉降、分析、再沉降。下文将对此四个步骤进行详细说明。

准备步骤

在准备步骤中,用户可按选定的转速与时长旋转粉末,使物料完全流化。此步骤可为分析建立可重复的初始流化状态。

若用户希望研究物料在原始状态下的流化特性,则可跳过此准备步骤。

沉降样品

沉降步骤

若物料已在准备步骤中被流化,则需使其恢复至非流化状态方可进行流化分析。在此步骤中,滚筒将停止转动一段指定时间,

或直至样品体积恢复至原始状态。系统将测量粉末体积的衰减速率,并据此建立沉降函数

沉降过程

流化分析步骤

分析过程中,用户需设定滚筒的起始转速、终止转速及步进速率。REVOLUTION将以指定的起始转速开始转动滚筒,

并按设定的间隔逐步提升转速,直至达到终止转速。用户可选择任意间隔逐步提升角速度,以实现平衡流化状态。

  

流化分析

当滚筒在终止转速下运行达到指定的平衡时间后,REVOLUTION 粉体流变仪将开始计算本流化分析步骤的以下统计测量值。在图A中,统计分析通过总体积的增长速率向操作者展示粉末的流化速率。图B展示了两份不同粉末样品的流化测试结果:其中一样品的流化速率快于另一样品。

图A – 流化函数(样品高度 vs 转速)

图B – 两种样品的流化函数叠加对比

沉降步骤

流化分析结束后,REVOLUTION 粉体流变仪将测量粉末的沉降时间。此沉降时间参数对于例如需要进行粉末流化涂覆,并需掌握粉末在涂层表面沉降所需时间的操作者而言,具有重要价值。图C中的分析结果向操作者直观展示了流化操作停止后粉末的沉降速率。

图C – 两种样品的沉降速率叠加对比


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