Densidad aparente
La densidad aparente se refiere a la densidad aparente de un conjunto de partículas, es decir, la masa de las partículas por volumen, incluidos los espacios vacíos entre las partículas. Cuanto más eficientemente llenan las partículas el espacio disponible, mayor es la densidad de apilamiento. A menudo se observa una alta densidad de apilamiento en polvos con una amplia distribución del tamaño de las partículas, ya que las partículas más pequeñas pueden llenar los espacios entre las partículas más grandes.
La densidad de empaquetamiento ρPack se describe a menudo mediante la densidad aparente:
ρPack = m · VPowder
Donde m es la masa del polvo y VPowder es el volumen del conjunto de partículas a granel. Además, la densidad de empaquetamiento se puede caracterizar mediante el grado de empaquetamiento adimensional ϕ:
Φ = VSolid / VPowder
VSolid es el volumen real de sólidos de las partículas, VPowder es el volumen total, incluidos los huecos en el polvo.
Después de un proceso de mezcla en un mezclador de precisión, la densidad de empaquetamiento se distribuye de manera homogénea en el espacio en el caso ideal. Una densidad de empaquetamiento homogénea es un requisito importante para obtener propiedades constantes del producto, como el peso aparente, la capacidad de comprimido o el comportamiento de sinterización. Las tensiones mecánicas después de la mezcla, por ejemplo, la vibración, el talud, el transporte neumático o la fluidización, pueden deteriorar la calidad de la mezcla. Pueden activar mecanismos de desmezcla. Al mismo tiempo, la densidad de empaquetamiento puede aumentar localmente debido al asentamiento y la reubicación de las partículas.
En la metalurgia de polvos y en la cerámica de alto rendimiento, la combinación de una alta densidad de empaquetamiento y una buena homogeneidad es especialmente importante. Al prensar y sinterizar colectivos de polvos, la densidad de empaquetamiento inicial determina en gran medida la densidad alcanzable y las propiedades mecánicas del producto final. El objetivo es aumentar la densidad de compactación sin que se produzca segregación.
Los sistemas de polvo no suelen estar en vacío, sino en el aire ambiente. Por lo tanto, los polvos secos pueden considerarse sistemas dispersos de dos fases, compuestos por partículas sólidas y una fase gaseosa circundante. Si se añaden líquidos, se crea un sistema trifásico compuesto por sólidos, líquidos y gases. Tan pronto como las partículas quedan completamente envueltas por el líquido y se desplaza el espacio gaseoso, se produce una suspensión que puede describirse de nuevo como un sistema bifásico (sólido en líquido).