粉体流动性定量表征方法技术

本发明专利技术公开了一种粉体流动性定量表征方法，包括以下步骤：步骤一、量取粉末样品进行预压缩，以形成表面平整的粉末颗粒床；步骤二、采用球压痕法测量粉末颗粒床的表面硬度，通过表面硬度表征粉末样品的流动性，其中，表面硬度

Quantitative characterization of powder fluidity

The present invention discloses a method for quantitative characterization of powder fluidity, which includes steps: Step 1, precompression the powder sample to form a surface smooth powder particle bed; step two, measuring the surface hardness of powder bed by ball indentation, and characterizing the fluidity of the powder sample through the surface hardness. Surface hardness

【技术实现步骤摘要】
粉体流动性定量表征方法
本专利技术涉及粉体流动性表征领域。更具体地说，本专利技术涉及一种粉体流动性定量表征方法。
技术介绍
粉体是目前市场上普遍存在的产品形态，粉体流动性的好坏是限制粉体加工过程中的重要因素。在加工及贮藏过程中，由于受外界环境条件如压力、湿度、温度等因素的影响，粉体容易发生集聚，形成小包团；严重情况下会形成大的结块，粉体流动性严重下降，从而导致粉体的加工特性降低，同时结合产品组分的变化，其品质显著下降，造成显著的经济损失。目前对于粉体流动性的测定方法主要包括卡尔指数、休止角等方法，当粉体发生严重结块的时候，这些方法已不再适宜粉体流动性的测定。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种能够表征结块粉体流动性的粉体流动性定量表征方法。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种粉体流动性定量表征方法，包括以下步骤：步骤一、量取粉末样品进行预压缩，以形成表面平整的粉末颗粒床；步骤二、采用球压痕法测量粉末颗粒床的表面硬度，通过表面硬度表征粉末样品的流动性，其中，表面硬度Db为所用球的直径，hc,max为球进入颗粒床的最大深度，P1为球进入颗粒床的深度为时的压强值。优选的是，步骤一中量取粉末样品后对粉末样品进行搅拌。优选的是，步骤一中使用分切装置来量取粉末样品，所述分切装置包括：圆柱形容器，其开口处套设有一第一卡箍，所述第一卡箍的上表面与所述圆柱形容器的开口平齐，所述第一卡箍的圆周面上设置有一第一凸块，所述第一凸块的上表面与所述第一卡箍的上表面平齐，所述第一凸块上开设有垂直于第一卡箍上表面的第一通孔；圆筒，其内外径与所述圆柱形容器的内外径相同，所述圆筒的下端开口处套设有一第二卡箍，所述第二卡箍的下表面与所述圆筒的下端开口平齐，所述第二卡箍的圆周面上设置有第二凸块，所述第二凸块的下表面与所述第二卡箍的下表面平齐，所述第二凸块上开设有垂直于第二卡箍下表面的第二通孔，所述第二通孔的内径与所述第一通孔的内径相同；其中，所述第一凸块的上表面紧贴所述第二凸块的下表面且使第一通孔的位置与第二通孔相对应，所述第一通孔和第二通孔中设置一螺栓以使第一卡箍与第二卡箍铰接。优选的是，步骤二中采用球压痕法测量粉末颗粒床的表面硬度所使用的压头为一圆柱形块体，所述圆柱形块体的直径略小于所述圆柱形容器的内径，在所述圆柱形块体的下表面连接一玻璃球，所述玻璃球与所述圆柱形块体的下表面圆心的距离为所述圆柱形块体半径的70～80％。优选的是，步骤一中预压缩所用的压强为1～10kPa。优选的是，步骤一中预压缩时活塞的加载速度为0.1～1mm/min。优选的是，步骤二中采用球压痕法测量粉末颗粒床的表面硬度时所使用的球体直径为2～5mm。优选的是，步骤二中采用球压痕法测量粉末颗粒床的表面硬度时所用的压强为1～15kPa。优选的是，搅拌使用的工具为搅拌桨，且所述搅拌桨在搅拌过程中的转速为5-50mm/s。优选的是，步骤一中量取粉末的体积为25ml或50ml或100ml。本专利技术至少包括以下有益效果：球压痕法以往常作为金属材料机械性质的测定方法，本专利技术中创新性地将其作为粉体流动性的定量表征方法，其与传统的休止角检测结果相同，而且对粉体有一定结块的流动性也能较好测定，适用范围更广。采用球压痕法对粉体颗粒床不同贮藏条件过程中表面硬度进行动态检测，可判断粉体表面流动性的动态变化，相关结果可为产品在实际生产及贮藏过程中的条件选择及控制提供数据支撑，同时该方法可对同一颗粒床进行多点动态检测，不仅节约样品量，还避免了不同样品之间引起的误差，实验结果准确率更高。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术所述球压痕硬度计的结构示意图；图2为本专利技术所述分切装置的结构示意图；图3为本专利技术所述预压缩活塞的侧面结构示意图；图4为本专利技术所述球压痕压头的侧面结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1～4所示，本专利技术提供一种球压痕硬度计，包括：主机控制装置1、在线监测装置2、搅拌桨3、信号输出及软件分析装置4、分切装置5、预压缩活塞6、球压痕压头7。主机控制装置1用于给样品加载施压，该主机控制装置1可以设定加载速度和加载载荷，在线监测装置2用来称量样品重量，搅拌桨3可拆卸连接在主机控制装置1的加载杆上用来搅拌样品，信号输出及软件分析装置4与主机控制装置1通信连接以实时获取实验过程中的加载速度、加载载荷以及球压痕深度信息，预压缩活塞6可拆卸连接在主机控制装置1的加载杆上用来预压缩粉末样品，以上均属于现有技术，故不再赘述具体形貌。其中，分切装置5用来定量量取粉末样品，其具体包括：圆柱形容器501，其开口处套设有一第一卡箍502，所述第一卡箍502的上表面与所述圆柱形容器501的开口平齐，所述第一卡箍502的圆周面上设置有一第一凸块503，所述第一凸块503的上表面与所述第一卡箍502的上表面平齐，所述第一凸块503上开设有垂直于第一卡箍502上表面的第一通孔；圆筒504，其内外径与所述圆柱形容器501的内外径相同，所述圆筒504的下端开口处套设有一第二卡箍505，所述第二卡箍505的下表面与所述圆筒504的下端开口平齐，所述第二卡箍505的圆周面上设置有第二凸块506，所述第二凸块506的下表面与所述第二卡箍505的下表面平齐，所述第二凸块506上开设有垂直于第二卡箍505下表面的第二通孔，所述第二通孔的内径与所述第一通孔的内径相同；所述第一凸块503的上表面紧贴所述第二凸块506的下表面且使第一通孔的位置与第二通孔相对应，所述第一通孔和第二通孔中设置一螺栓以使第一卡箍502与第二卡箍505铰接。分切装置5在使用过程中，先将圆柱形容器501的开口与圆筒504的下端开口对齐，再从圆筒504的上端开口向圆柱形容器501中添加粉末样品，直至粉末样品堆积的高度到圆筒504内，接着转动第二卡箍505，使圆筒504及其内部的粉末从圆柱形容器501上方移走，这样就能量取到所需的定量粉末样品。使用分切装置5定量量取的粉末样品，能够使每次量取的量都一致，实验准确度极高。其中，球压痕压头7为一圆柱形块体701，所述圆柱形块体701与主机控制装置1的加载杆也是可拆卸连接，所述圆柱形块体701的直径略小于所述圆柱形容器501的内径，在所述圆柱形块体701的下表面连接一玻璃球702，所述玻璃球702与所述圆柱形块体701的下表面圆心的距离为所述圆柱形块体701半径的70～80％，这样球压痕压头7可对同一颗粒床进行多点动态检测，不仅节约样品量，还避免了不同样品之间引起的误差，实验结果准确率更高搅拌桨3、预压缩活塞6、球压痕压头7根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉体流动性定量表征方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、量取粉末样品进行预压缩，以形成表面平整的粉末颗粒床；步骤二、采用球压痕法测量粉末颗粒床的表面硬度，通过表面硬度表征粉末样品的流动性，其中，表面硬度

【技术特征摘要】
1.一种粉体流动性定量表征方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、量取粉末样品进行预压缩，以形成表面平整的粉末颗粒床；步骤二、采用球压痕法测量粉末颗粒床的表面硬度，通过表面硬度表征粉末样品的流动性，其中，表面硬度Db为所用球的直径，hc,max为球进入颗粒床的最大深度，P1为球进入颗粒床的深度为时的压强值。2.如权利要求1所述的粉体流动性定量表征方法，其特征在于，步骤一中量取粉末样品后对粉末样品进行搅拌。3.如权利要求1所述的粉体流动性定量表征方法，其特征在于，步骤一中使用分切装置来量取粉末样品，所述分切装置包括：圆柱形容器，其开口处套设有一第一卡箍，所述第一卡箍的上表面与所述圆柱形容器的开口平齐，所述第一卡箍的圆周面上设置有一第一凸块，所述第一凸块的上表面与所述第一卡箍的上表面平齐，所述第一凸块上开设有垂直于第一卡箍上表面的第一通孔；圆筒，其内外径与所述圆柱形容器的内外径相同，所述圆筒的下端开口处套设有一第二卡箍，所述第二卡箍的下表面与所述圆筒的下端开口平齐，所述第二卡箍的圆周面上设置有第二凸块，所述第二凸块的下表面与所述第二卡箍的下表面平齐，所述第二凸块上开设有垂直于第二卡箍下表面的第二通孔，所述第二通孔的内径与所述第一通孔的内径相同；其中，所述第一凸块的上表面紧贴所述第二凸块的下表面且使第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈芹芹，毕金峰，吴昕烨，周沫，吕健，金鑫，
申请(专利权)人：中国农业科学院农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11