Твёрдость частиц

Твердость частиц характеризует сопротивление отдельной частицы механическим нагрузкам, таким как вдавливание, царапание, излом и измельчение. К ним относятся вдавливание, царапание, излом и измельчение. Твердость частиц является свойством, специфичным для материала. Она тесно связана с кристаллической структурой, характером связей, пористостью и возможной матрицей связующего вещества.

В материаловедении твердость традиционно определяется на компактных твердых телах. Обычными методами являются испытания на вдавливание, такие как испытания на твердость по Виккерсу, Бринеллю или Кнупу, а также испытания на царапание по шкале Мооса. Эти методы предполагают наличие сплошного материала. Однако если применить концепцию твердости к отдельным частицам, то актуальной становится прежде всего микро- или наномеханическая твердость. Ее можно определить с помощью инструментальных испытаний на вдавливание или методов измерения на основе АСМ.

В технологии сыпучих материалов и технологических процессов твердость частиц, напротив, часто определяется функционально. Твердые частицы сопротивляются измельчению и истиранию. Мягкие или хрупкие частицы, напротив, разрушаются уже при небольших сдвиговых или ударных нагрузках. Это оказывает непосредственное влияние на разрушение зерен в смесителях, конвейерах и мельницах. Также твердость частиц влияет на образование пыли, а также на изменения в гранулометрическом составе в ходе технологического процесса.

Особое техническое значение имеет разграничение между твердостью вещества, из которого состоят частицы, и механической стабильностью агломератов. Пористые или распылительно-сушенные агломераты, например, могут состоять из механически твердых первичных частиц. Однако в виде агломерата они в целом мягкие и легко разрушаются. Поэтому необходимо различать твердость кристаллов, частиц и агломератов. Эти уровни иерархии следует рассматривать отдельно при проектировании процессов смешивания, транспортировки и измельчения.