1、 1 粉体受压变形与压力关系的研究 摘要：本文 主要探讨 粉体在受压情况下，其变形与施加压力之间的关系，对变形过程中 的 相关内容进行了介绍 。 并以此为依据， 对 辊压机 工作时粉体 受压 发生的变化 进行了的分析。 关键字： 压缩性；压缩方程； 粉体受压； 辊压机 A Study About Powder Compression Of The Relationship Between Deformation And Stress Abstract： this paper mainly discusses the relationship between the deformation an
2、d stress when powder in pressure situations and the deformation process, s relevant content were introduced.With this as basis,the author Analysised the changes of powder when roller press works. Key words： Compressibility； Compression equation； Powder compression； Roller press 0 前言 粉体 受压 时 会产生变形， 体
3、积变小， 表明粉体 具有压缩性，压缩性表示粉体在压力下 体积 减少的能力。 一般把粉体容积减小，使颗粒填充状态变密的过程称为压缩。不破坏组成 颗粒的压缩过程称为密实，反之，压制成块和造粒往往要破坏组成颗粒 .但是，并无严格的定义。压缩是在医药品制剂、燃料、炸药、触煤、粉状食品、粉末冶金、陶瓷、塑料、电气元件等现代工业中获得广泛应用的工艺过程。 粉体 的压缩成形性是一个复杂问题，许多国内外学者在不断地探索和研究粉体的压缩成形机理，由于涉及因素很多，其机制尚未完全清楚。目前比较认可的几种说法概括如下：压缩后粒子间的距离很近，从而在粒子间产生范德华力、静电力等吸引力； 粒子在受压时产生的塑性变形使粒
4、子间的接触面积增大 ；粒子受压破碎而产生的新生表面有较大的表面自由能；粒子在受压变形时相互嵌合而产生的机械结合力；物料在压缩过程中由于摩擦力而产生热，特别是颗粒间文撑点处局部温度较高，使熔点较低的物料部分地熔融，解除压力后重新固化而在粒子间形成“固体桥”； 水溶性成分在粒子的接触点处析出结晶而形成“固体桥”等，以上是使物料成形并保持一定强度的主要原因。 粉体的压缩特性的研究主要通过施加压力带来的一系列变化得到信息 1 。 1 粉体的压缩特性 1.1 粉体受压时 的 压力分布 按加压的方法分静压缩和冲击压缩。用冲头和冲模进行静压缩时，又分单向一面静压缩和上下方向两面静压缩，如图 1 所示。 在数
5、量很大的粉体层上置一圆柱体，施加压力时粉体层的压力分布为Boussinesg 球头形，但对于用冲头和冲模加压时 ，则要考虑壁面的影响。用直径D 的 上下两个冲头 压缩厚度为 L 的粉体层时，如上冲头的压力为 aP ，下冲头的 2 压力为 bP ，则有如下关系式： 式中 Ka 为粉体 侧 压力系数； i 从为粉体内摩擦系数。实际上，所呈现的形式更为复杂 2 。 图 1 粉体压缩流动的例子 1.2 压缩力和体积的变化 粉体的压缩过程 中伴随着体积的缩小，固体颗粒被压缩成紧密的结合体，然而其体积的变化较为复杂。图 2 表示相对体积（ Vr=堆体积 V/真体积 Vs）随压缩力（ p）的变化。 根据体积的变化将压缩过程分为四段： ab 段：粉体层内粒子滑动或重新排列，形成新的充填结构，粒子形态不变； bc 段：粒子发生弹性变形，粒子间产生临时架桥； cd 段：粒子的塑性变形或破碎使粒子间的接触面积增大、空隙率减小，增强架桥作用，并且粒子破碎而产生的新生界面使表面能增大，结合力增强； 图 2 相对体积和压缩力的关系 颗粒 状 粉末状
