氮化硼（BN）粉体特性及其评价

氮化硼（BN）粉体特性及其评价

一.粉体特性

粉体的复杂性，粉体不仅仅是颗粒，而是包含颗粒的整体组合物。术语“颗粒”和“粉体”经常互换使用，但这会造成误解。粉体还包括颗粒表面或者其结构内部的气体（通常为空气）和液体（通常为水）。各种形式粉体的特性以及它们之间的互相作用，决定了粉体的行为。也就是说，粉体行为受各种变量和潜在的相互作用以及工艺或外部因素的影响，所以它们很复杂，单凭物理属性的测量无法准确地预测粉体性能。

图1. 影响粉体特性的因素及相互关系

二. 粉体影响因素

影响粉体行为的因素很多，如图1。粉体之所以流动，其本质是粉体中粒子受力的不平衡，对粒子受力分析可知，粒子的作用力有重力、颗粒间的黏附力、摩擦力、静电力等，对粉体流动影响最大的是重力和颗粒间的黏附力。影响粉体流动性的因素非常复杂，粒径分布和颗粒形状对粉体的流动性具有重要影响。此外，温度、含水率、静电电压、空隙率、堆积密度、粘结指数、内部摩擦系数、空气中的湿度等因素也对粉体的流动性产生影响。

除了上述各种变量及其相互作用外，在宏观上，我们控制粉体特性主要通过改变粉体颗粒的尺寸，进而改善粉体的流动性，因为流动性对于后面工序的有效加工起关键性作用。

颗粒尺寸对于粉体流动性的作用主要源于其对颗粒间结合强度与颗粒的重力之间关系的影响。当粉体需要在重力作用下流动时，如果重力作用大于颗粒间的作用力，则颗粒可以移动；但是，随着颗粒尺寸的减小，颗粒质量也会减小，从而直接影响作用于每个颗粒的重力，正是由于这个原因，小粒径的粉体往往容易团聚。

在影响粉体松装性方面，大颗粒往往会紧密堆积在一起并形成大量空隙，但其中夹杂很少的空气，其中的各个颗粒之间都相互接触。另一方面，较小颗粒间具有更强的颗粒间作用力使粉体之间更容易形成团聚物结构，从而使空气滞留在松装体中。堆积行为的这些差异对粉体流动性具有显著的影响。

改善粉体流动性的另外方式还有预处理、充气、流化等方法，比如氮化硼（BN）可以在一定的温度下氧化处理，改善其表面性能，形成一定量的液相层，使颗粒之间粘合力增强，从而可以增颗粒大尺寸，改善其流动性。

三.粉体流动性评价

测量粉体流动性的评价方法主要有测定粉体松装密度和粉体堆积休止角。一般认为，松装密度越大，流动性越好；堆积休止角越小，流动性越好，其中测定堆积休止角的方法如图3所示。