Dureté des particules

La dureté des particules décrit la résistance d'une particule individuelle aux contraintes mécaniques telles que l'indentation, le rayage, la rupture et le broyage. Cela inclut l'indentation, le rayage, la rupture et le broyage. La dureté des particules est une propriété spécifique au matériau. Elle est étroitement liée à la structure cristalline, aux conditions de liaison, à la porosité et à une éventuelle matrice liante.

En science des matériaux, la dureté est classiquement déterminée sur des solides compacts. Les méthodes courantes sont les essais de pénétration tels que les essais de dureté Vickers, Brinell ou Knoop, ainsi que les essais de dureté au rayage selon l'échelle de Mohs. Ces méthodes supposent un matériau continu. En revanche, si l'on transpose le concept de dureté à des particules individuelles, c'est surtout la dureté micro- ou nanomécanique qui est pertinente. Elle peut être mesurée à l'aide d'essais de pénétration instrumentés ou de méthodes de mesure basées sur la microscopie à force atomique (AFM).

Dans le domaine de la technologie des matériaux en vrac et des procédés, la dureté des particules est en revanche souvent définie de manière fonctionnelle. Les particules dures résistent au broyage et à l'abrasion. Les particules tendres ou cassantes, en revanche, se brisent déjà sous de faibles contraintes de cisaillement ou de choc. Cela a des répercussions directes sur la destruction des grains dans les mélangeurs, les convoyeurs et les broyeurs. De même, la dureté des particules influe sur la formation de poussière ainsi que sur les variations de la distribution granulométrique au cours du processus.

La distinction entre la dureté de la substance particulaire et la stabilité mécanique des agglomérats revêt une importance technique particulière. Les agglomérats poreux ou séchés par atomisation peuvent, par exemple, être constitués de particules primaires mécaniquement dures. En tant qu'agglomérats, ils sont toutefois globalement mous et se désagrègent facilement. Il convient donc de distinguer la dureté cristalline, la dureté des particules et la dureté des agglomérats. Ces niveaux hiérarchiques doivent être considérés séparément lors de la conception des processus de mélange, de transport et de broyage.