Densité apparente
La densité apparente désigne la densité apparente d'un ensemble de particules, c'est-à-dire la masse des particules par volume, y compris les espaces vides entre les particules. Plus les particules remplissent efficacement l'espace disponible, plus la densité apparente est élevée. Une densité apparente élevée est souvent observée dans les poudres présentant une large distribution granulométrique, car les particules plus petites peuvent remplir les espaces entre les particules plus grosses.
La densité de tassement ρPack est souvent décrite par la densité apparente :
ρPack = m · VPowder
Où m est la masse de la poudre et VPowder le volume de l'ensemble des particules en vrac. En complément, la densité de tassement peut être caractérisée par le degré de tassement sans dimension ϕ :
Φ = VSolid / VPowder
VSolid est le volume réel des particules solides, VPowder le volume total, y compris les vides dans la poudre.
Après un processus de mélange dans un mélangeur de précision, la densité de tassement est idéalement répartie de manière homogène dans l'espace. Une densité de tassement homogène est une condition préalable importante pour obtenir des propriétés constantes du produit, telles que la densité apparente, la compressibilité ou le comportement au frittage. Les contraintes mécaniques après le mélange, telles que les vibrations, le tassement, le transport pneumatique ou la fluidisation, peuvent nuire à la qualité du mélange. Elles peuvent activer des mécanismes de ségrégation. Dans le même temps, le tassement et le repositionnement des particules peuvent augmenter localement la densité de tassement.
Dans la métallurgie des poudres et la céramique haute performance, la combinaison d'une densité de tassement élevée et d'une bonne homogénéité est particulièrement importante. Lors du pressage et du frittage de collectifs de poudres, la densité de tassement initiale détermine de manière significative la densité pouvant être atteinte et les propriétés mécaniques du produit final. L'objectif est d'augmenter la densité de tassement sans provoquer de ségrégation.
Les systèmes de poudre ne se trouvent généralement pas sous vide, mais dans l'air ambiant. Les poudres sèches peuvent donc être considérées comme des systèmes dispersés à deux phases, composés de particules solides et d'une phase gazeuse environnante. L'ajout de liquides crée un système à trois phases composé de solides, de liquides et de gaz. Dès que les particules sont complètement enrobées de liquide et que l'espace gazeux est déplacé, on obtient une suspension qui peut à nouveau être décrite comme un système à deux phases (solides dans un liquide).