Измельчение. Основные способы измельчения твердых тел

По  КАПИЛЛЯРНО-КОЛЛОИДНОЙ ТЕОРИИ (теории П.А.Ребиндера) наличие в капиллярах сорбированных и молекулярных пленок воды обуславливает более высокую пластичность. Они играют роль поверхностной смазки и увеличивают подвижность частиц при прессовании, а также расплавление частиц в точках контакта при нагревании. При прессовании происходит относительно небольшое повышение температуры (порядка 10-20°С), недостаточное для плавления порошка; присутствие же молекулярных пленок воды делает эту энергию достаточной для образования расплавов в точках контактов. Связь между температурой плавления и давлением прессования может быть объяснена термодинамическими свойствами твердого и жидкого состояния.

Так как объем жидкой фазы меньше, чем  твердой, а удельная теплота плавления  твердых веществ положительна, в  точках контакта происходит значительное уменьшение температуры плавления. По данным литературы, поверхность  точек контакта составляет в ряде случаев до 0,1%- Таким образом, плавление  всей поверхности таблеток и последующая  кристаллизация в точках контактов  оказывают большое влияние на прочность таблеток. Поэтому прессуемость порошков, содержащих низкоплавкие, скользящие и смазывающие вещества, увеличивается.

Капиллярно-коллоидная теория объясняет и влияние остаточной влаги прессуемого материала  на прочность таблеток. При прессовании  происходит значительное уменьшение диаметров  и длин капилляров в таблетке; имеющаяся  в них вода, при содержании ее в оптимальных количествах, образует тонкую равномерную, пленку, что увеличивает  действие молекулярных сил сцепления. При содержании воды в больших  количествах проявляется пластифицирующее действие влаги, приводящее к уменьшению прочности. Определенный вклад в  теоретические вопросы прессования  вносят экспериментальные и теоретические  исследования, связанные с соединением  различных материалов в твердой  фазе ("холодная сварка").

Механизм  соединения материалов в твердой  фазе рассматривают протекающим в три основные стадии:

- образование физического контакта;

- активизация контактных поверхностей;

- развитие объемного взаимодействия.

Образование физического контакта происходит при  сближении атомов соединяемых материалов на расстояние, при котором проявляются  ван-дер-ваальсовы силы или слабое химическое взаимодействие. Активизация контактных поверхностей происходит при деформации, обусловленной пластическими свойствами частиц более твердого материала. Объемное взаимодействие наступает с момента образования активных центров. При этом оно происходит в местах физического контакта с образованием прочных химических связей. В этой стадии могут иметь место и активные диффузионные процессы.

Во  всех случаях основными параметрами  процесса холодной сварки являются давление, температура и длительность взаимодействия. В связи с этим считают механизм взаимодействия частиц при прессовании  порошков адекватным механизму взаимодействия частиц при холодной сварке в твердой  фазе.