입자 경도

입자 경도는 압입, 긁힘, 파손 및 분쇄와 같은 기계적 응력에 대한 개별 입자의 저항성을 나타냅니다. 여기에는 압입, 긁힘, 파손 및 분쇄가 포함됩니다. 입자 경도는 재료 고유의 특성입니다. 이는 결정 구조, 결합 상태, 다공성 및 잠재적인 결합제 매트릭스와 밀접한 관련이 있습니다.

재료학에서는 전통적으로 고체 재료의 경도를 측정한다. 일반적인 방법으로는 비커스(Vickers), 브리넬(Brinell), 누프(Knoop) 경도 시험과 같은 침투 시험 및 모스(Mohs) 척도에 따른 긁힘 경도 시험이 있다. 이러한 방법들은 연속적인 재료를 전제로 한다. 반면 경도 개념을 개별 입자에 적용할 경우, 특히 미세 또는 나노 기계적 경도가 중요하다. 이는 계측된 침투 시험이나 AFM 기반 측정 방법을 통해 측정할 수 있다.

반면, 벌크 재료 및 공정 공학에서는 입자 경도를 기능적으로 정의하는 경우가 많습니다. 단단한 입자는 분쇄와 마모에 저항합니다. 반면 부드럽거나 취성 있는 입자는 약간의 전단력이나 충격만으로도 파손됩니다. 이는 혼합기, 이송기 및 분쇄기 내에서의 입자 파괴에 직접적인 영향을 미칩니다. 마찬가지로 입자 경도는 분진 발생 및 공정 진행 중 입자 크기 분포의 변화에도 영향을 미칩니다.

입자 물질의 경도와 응집체의 기계적 안정성을 구분하는 것은 기술적으로 특히 중요합니다. 예를 들어, 다공성 또는 분무 건조된 응집체는 기계적으로 단단한 1차 입자로 구성될 수 있습니다. 그러나 응집체로서 이들은 전체적으로 부드럽고 쉽게 분해됩니다. 따라서 결정 경도, 입자 경도 및 응집체 경도를 구분해야 합니다. 이러한 계층적 수준은 혼합, 이송 및 분쇄 공정을 설계할 때 별도로 고려되어야 합니다.