공극률

다공도는 재료 내 공극의 비율을 나타냅니다. 분말 처리 및 공정 공학의 맥락에서 이 용어는 개별 입자뿐만 아니라 분말 덩어리, 적재물 및 분말 혼합물에도 적용됩니다. 다공도는 기계적, 열적 및 물질 전달 관련 특성에 지대한 영향을 미칩니다.

입자 수준에서 다공성은 개별 입자 내부의 내부 기공 비율을 나타냅니다. 다공성 입자는 치밀한 입자에 비해 내부 표면적이 더 크고 겉보기 밀도가 더 낮습니다. 입자 다공성은 파단 거동, 액체 흡수, 반응성, 열 및 물질 전달에 영향을 미칩니다.

집적체 또는 충진체 수준에서 다공성은 입자 사이의 공극이 차지하는 부피 비율을 나타냅니다. 이는 입자 크기, 입자 형태, 크기 분포 및 포장 구조에 의해 결정됩니다. 이러한 외부 다공성은 특히 분말 침적 공정에서 겉밀도, 가스 투과성, 유동 거동 및 열전달을 결정합니다.

형식적으로 기공률 ε은 무차원량으로 정의할 수 있습니다:

ε = V_공극​ / V_총

여기서 V_공극​은 기공과 간극의 부피이며, V_총​은 해당 시스템의 총 부피입니다. 분말 가공에서 다공성은 일정한 물질 특성이 아닙니다. 혼합, 압축, 응집, 과립화 또는 건조를 통해 의도적으로 변경할 수 있습니다. 기계적 응력은 기공을 막거나 새로 생성할 수 있습니다. 액체 첨가는 기공을 채우거나 붕괴시킬 수 있습니다.

분말의 다공성은 많은 공정에서 결정적인 역할을 합니다. 이는 건조 속도, 온도 조절성, 반응 속도, 분진 거동 및 제품 안정성에 영향을 미칩니다. 따라서 공정 공학에서는 입자 다공성과 덩어리 다공성을 구분합니다. 이 두 현상은 서로 별도로 고려됩니다.