อะไรคือความแตกต่างระหว่างความหนาแน่นประสิทธิผล ความหนาแน่นที่แท้จริง และความหนาแน่นที่ปรากฏ?

ความหนาแน่นที่มีประสิทธิภาพจะวัดว่าปริมาณ เช่น อนุภาคหรือพลังงาน กระจายตัวในพื้นที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด แนวคิดนี้มักใช้ในศาสตร์วัสดุ ฟิสิกส์ และการศึกษาด้านสิ่งแวดล้อม โดยจะประเมินว่าความหนาแน่นส่งผลต่อพฤติกรรมและประสิทธิภาพของระบบอย่างไร ตัวอย่างเช่น ในศาสตร์วัสดุ ความหนาแน่นที่มีประสิทธิภาพสามารถส่งผลต่อความแข็งแรงและสภาพนำไฟฟ้าได้ ในการศึกษาด้านสิ่งแวดล้อม อาจเกี่ยวข้องกับการแพร่กระจายของสารมลพิษในอากาศหรือน้ำ ความหนาแน่นที่มีประสิทธิภาพถือเป็นปัจจัยสำคัญ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการและออกแบบวัสดุเพื่อให้บรรลุเป้าหมายประสิทธิภาพเฉพาะ

ความหนาแน่นที่แท้จริง:

เชิงทฤษฎี ความหนาแน่น ของวัสดุผง ปริมาตรที่ใช้ในการคำนวณคือปริมาตรของอนุภาค โดยไม่รวมรูพรุนแบบเปิดและแบบปิด

ความหนาแน่นที่มีประสิทธิภาพ (ความหนาแน่นลอยตัว):

ค่าความหนาแน่นที่วัสดุผงสามารถนำไปใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปริมาตรที่ใช้คือปริมาตรของอนุภาค รวมถึงรูขุมขนที่ปิด แต่ไม่รวมถึงปริมาตรของรอยแตก การกดทับ และรูเปิดบนพื้นผิวอนุภาค วิธีทดสอบคือ: ใส่ผงลงในภาชนะตวง จากนั้นเติมของเหลวและปล่อยให้มันเติมเต็มรูขุมขนที่เปิดอยู่ ปริมาตรประสิทธิผลคือปริมาตรที่วัดได้ลบด้วยปริมาตรของตัวกลาง

ความหนาแน่นที่ปรากฏ:

แบ่งออกเป็นความหนาแน่นของก๊อก (Tap Density, TAP) และความหนาแน่นของการบดอัด หลักการทดสอบของ TAP คือ: ใส่ผงลงในเครื่องทดสอบความหนาแน่นของก๊อก จากนั้นสั่นและหมุนอย่างต่อเนื่องด้วยอุปกรณ์สั่น ทำเช่นนี้จนกว่าปริมาตรของตัวอย่างจะไม่ลดลงอีกต่อไป สุดท้ายนี้ มวลของตัวอย่างจะถูกหารด้วยปริมาตรหลังจากการบดอัดเพื่อให้ได้ความหนาแน่นของก๊อก หลักการทดสอบความหนาแน่นของการบดอัดคือ: แรงกดผง แป้งจะเคลื่อนตัวและเปลี่ยนรูปร่าง ช่องว่างเต็มและพื้นที่สัมผัสของอนุภาคเพิ่มขึ้น ทำให้เกิดเป็นตัวอ่อนที่ถูกกดทับซึ่งมีความหนาแน่นและแข็งแรง ปริมาตรของตัวอ่อนที่ถูกกดคือปริมาตรการบดอัด มวลหารด้วยปริมาตรการบดอัดคือความหนาแน่นของการบดอัด

โดยทั่วไป: ความหนาแน่นที่แท้จริง > ความหนาแน่นที่มีประสิทธิภาพ > ความหนาแน่นของการบดอัด > ความหนาแน่นของก๊อก

ผลของขนาดผงต่อความหนาแน่น

‌การ ขนาดอนุภาค ผงมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความหนาแน่น ความหนาแน่นของผงขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาค การกระจาย รูปร่าง และสัณฐานวิทยา ซึ่งแสดงได้ดังนี้:
โดยทั่วไปแล้ว อนุภาคผงขนาดเล็กจะมีความหนาแน่นของอนุภาคสูงกว่า อนุภาคผงขนาดเล็กสามารถอัดแน่นได้แน่นกว่า ทำให้มีพื้นที่ว่างมากขึ้นและความหนาแน่นเพิ่มขึ้น
ความหนาแน่นของผงขึ้นอยู่กับการกระจายขนาดอนุภาค การกระจายขนาดอนุภาคที่แคบหมายความว่าอนุภาคผงมีขนาดใกล้เคียงกัน ซึ่งอาจลดความหนาแน่นของผงได้ การผสมผงที่มีขนาดต่างกันในอัตราส่วนที่แน่นอนจะทำให้ได้ความหนาแน่นของผงที่มากขึ้น
รูปร่างของอนุภาคมีผลอย่างมากต่อความลื่นไหล ความหนาแน่น และคุณสมบัติอื่นๆ ของผง อนุภาคทรงกลมมักจะมีความหนาแน่นมากกว่า จึงสามารถเรียงตัวได้ใกล้ชิดกันมากขึ้น
ขนาดอนุภาคเฉลี่ยที่เล็กลงหมายถึงรูปร่างของผงที่ซับซ้อนมากขึ้น นอกจากนี้ยังหมายถึงความหนาแน่นของมวลรวมที่สูงขึ้นด้วย ทำให้เกิดแรงเสียดทานระหว่างอนุภาคเพิ่มขึ้น ทำให้ของเหลวและความหนาแน่นของมวลรวมลดลง นอกจากนี้ มวลของผงที่เล็กลง (รูพรุนของอนุภาค) หมายความว่าความหนาแน่นของมวลรวมที่น้อยลง

อุปกรณ์ผงสำหรับผลิตผงละเอียด