تقيس الكثافة الفعّالة مدى كفاءة توزيع كمية ما، مثل الجسيمات أو الطاقة، في مساحة ما. وغالبًا ما يتم تطبيق هذا المفهوم في علوم المواد والفيزياء والدراسات البيئية. فهو يقيم مدى تأثير الكثافة على سلوك النظام وأدائه. على سبيل المثال، في علوم المواد، يمكن أن تؤثر الكثافة الفعّالة على القوة والتوصيل. وفي الدراسات البيئية، قد ترتبط بتشتت الملوثات في الهواء أو الماء. والكثافة الفعّالة هي المفتاح. فهي تساعد في تحسين العمليات وتصميم المواد لتلبية أهداف الأداء المحددة.
الكثافة الحقيقية:
النظرية كثافة من مواد المسحوق. الحجم المستخدم في الحساب هو حجم الجسيمات. وهو يستبعد المسام المفتوحة والمغلقة.
الكثافة الفعالة (الكثافة العائمة):
قيمة الكثافة التي يمكن الاستفادة منها بشكل فعال بواسطة المواد المسحوقة. الحجم المستخدم هو حجم الجزيئات. ويشمل المسام المغلقة. ولكنها لا تشمل حجم الشقوق والمنخفضات والثقوب المفتوحة على سطح الجسيمات. طريقة الاختبار هي: وضع المسحوق في وعاء قياس. ثم أضيفي السائل واتركيه يملأ المسام المفتوحة. الحجم الفعال هو الحجم المقاس مطروحًا منه حجم الوسط.
كثافة واضحة:
وهي مقسمة إلى كثافة الحنفية (كثافة الحنفية، TAP) والكثافة المضغوطة. مبدأ اختبار TAP هو: وضع المسحوق في جهاز اختبار كثافة الصنبور. ثم قم بالاهتزاز وتدويره بشكل مستمر باستخدام جهاز الاهتزاز. افعل ذلك حتى يتوقف حجم العينة عن الانخفاض. وأخيرا، يتم تقسيم كتلة العينة على الحجم بعد الضغط للحصول على كثافة الصنبور. مبدأ اختبار كثافة الضغط هو: القوة تضغط على المسحوق. يتحرك المسحوق ويتغير شكله. تمتلئ الفجوات وتنمو منطقة الاتصال بالجسيمات. وهذا يشكل جنينًا مضغوطًا ذو كثافة وقوة. حجم الجنين المضغوط هو حجم الضغط. الكتلة مقسومة على حجم الضغط هي كثافة الضغط.
بشكل عام: الكثافة الحقيقية > الكثافة الفعالة > كثافة الضغط > كثافة الحنفية.
تأثير حجم المسحوق على الكثافة
ال حجم الجسيمات يؤثر حجم المسحوق بشكل كبير على الكثافة. تعتمد كثافة المسحوق على حجم جسيماته وتوزيعه وشكلها ومورفولوجياتها. ويتضح ذلك بالطرق التالية:
كقاعدة عامة، تتمتع جزيئات المسحوق الأصغر بكثافة أعلى. ويمكن تعبئة جزيئات المسحوق الصغيرة بشكل أكثر إحكامًا. وهذا يملأ مساحة أكبر ويزيد من الكثافة.
تتأثر كثافة المسحوق بتوزيع حجم الجسيمات. يعني التوزيع الضيق لحجم الجسيمات أن جزيئات المسحوق متشابهة في الحجم. وقد يؤدي هذا إلى تقليل الكثافة الظاهرية. يمكن أن يؤدي خلط مساحيق بأحجام مختلفة بنسبة معينة إلى الحصول على كثافة ظاهرية أعلى.
يؤثر شكل الجسيمات بشكل كبير على سيولة المسحوق وكثافته وخصائصه الأخرى. عادةً ما تكون كثافة الجسيمات الكروية أكبر. ويمكن ترتيبها بشكل أكثر قربًا.
يعني الحجم الأصغر للجسيمات المتوسطة شكلًا أكثر تعقيدًا للمسحوق. كما يعني كثافة أكبر. ويزيد الاحتكاك بين الجسيمات، مما يقلل من السيولة والكثافة. كما أن كتلة المسحوق الأصغر (مسامية الجسيمات) تعني كثافة أصغر.
