Effectieve dichtheid meet hoe efficiënt een hoeveelheid, zoals deeltjes of energie, in een ruimte wordt verdeeld. Dit concept wordt vaak toegepast in materiaalkunde, natuurkunde en milieustudies. Het beoordeelt hoe dichtheid het gedrag en de prestaties van het systeem beïnvloedt. In materiaalkunde kan effectieve dichtheid bijvoorbeeld de sterkte en geleidbaarheid beïnvloeden. In milieustudies kan het betrekking hebben op de verspreiding van verontreinigende stoffen in lucht of water. Effectieve dichtheid is de sleutel. Het helpt processen te optimaliseren en materialen te ontwerpen om aan specifieke prestatiedoelen te voldoen.
Ware dichtheid:
De theoretische dikte van poedermaterialen. Het volume dat in de berekening wordt gebruikt, is het volume van deeltjes. Het sluit open en gesloten poriën uit.
Effectieve dichtheid (zwevende dichtheid):
De dichtheidswaarde die effectief kan worden gebruikt door poedermaterialen. Het gebruikte volume is het volume van de deeltjes. Het bevat gesloten poriën. Maar het omvat niet het volume van scheuren, depressies en open gaten op het deeltjesoppervlak. De testmethode is: doe het poeder in een maatbekertje. Voeg vervolgens een vloeistof toe en laat deze de open poriën vullen. Het effectieve volume is het gemeten volume minus het volume van het medium.
Schijnbare dichtheid:
Het is onderverdeeld in tapdichtheid (Tap Density, TAP) en gecompacteerde dichtheid. Het testprincipe van TAP is: doe poeder in de tapdichtheidstester. Tril en draai het vervolgens continu met een trilapparaat. Doe dit totdat het volume van het monster niet meer afneemt. Ten slotte wordt de massa van het monster na compactie gedeeld door het volume om de tapdichtheid te verkrijgen. Het testprincipe van de verdichtingsdichtheid is dit: kracht drukt op het poeder. Het poeder beweegt en verandert van vorm. De gaten worden opgevuld en het contactoppervlak van de deeltjes groeit. Dit vormt een geperst embryo met dichtheid en kracht. Het volume van het geperste embryo is het verdichtingsvolume. De massa gedeeld door het verdichtingsvolume is de verdichtingsdichtheid.
Over het algemeen: werkelijke dichtheid > effectieve dichtheid > verdichtingsdichtheid > tapdichtheid.
Effect van poedergrootte op dichtheid
de deeltjesgrootte van poeder heeft een significant effect op de dichtheid. De dichtheid van een poeder hangt af van de deeltjesgrootte, distributie, vorm en morfologie. Dit wordt op de volgende manieren getoond:
In de regel hebben kleinere poederdeeltjes een hogere tapdichtheid. Kleine poederdeeltjes kunnen dichter op elkaar worden gepakt. Dit vult meer ruimte en verhoogt de dichtheid.
De dichtheid van poeder wordt beïnvloed door de deeltjesgrootteverdeling. Een smalle deeltjesgrootteverdeling betekent dat de poederdeeltjes qua grootte vergelijkbaar zijn. Dit kan de bulkdichtheid verlagen. Het mengen van poeders van verschillende groottes in een bepaalde verhouding kan een hogere bulkdichtheid opleveren.
De vorm van de deeltjes heeft grote invloed op de vloeibaarheid, dichtheid en andere eigenschappen van het poeder. Sferische deeltjes hebben doorgaans een grotere tapdichtheid. Ze kunnen dichter bij elkaar worden gerangschikt.
Kleinere gemiddelde deeltjesgrootte betekent complexere poedermorfologie. Het betekent ook een hogere bulkdichtheid. Het verhoogt de wrijving tussen de deeltjes, waardoor de vloeibaarheid en bulkdichtheid afnemen. Ook betekent een kleinere poedermassa (de porositeit van de deeltjes) een kleinere bulkdichtheid.
