当粒子的弹性应力达到一个临界值,破裂就会发生。破裂发生前,必定会有一个由充足的应力对粒子先形成一个初始裂纹。
转子通过高速的旋转对粒子造成打击,在接触点上造成形变,最终导致粒子破碎。
转子和筛网之间的剪切力也会使研磨效果增强。
线性:
应力和应变成比例关系,其比例系数成为弹性模量。
脆性材料,弹性模量很大,在破碎时需要的应变几乎不明显,所以单位体积需要的破碎能量很小,然而需要的破碎应力很大。研磨需要的能量低。
相反,弹性材料。很小的力会造成很大的应变,单位体积需要的能量多,应力相对来说较小,这类材料比较难磨。通过减少应力作用的体积量,才能将能量全部集中在一个小的区域,比如刀片就比较合适。
弹塑性:
很多物质,在外力超过一个值后,在破碎前会产生不可逆的形变(塑性形变)。超过该屈服点,少量的功也会引起大不可逆形变,当卸去能量后,弹性应变会稍变小。
单位体积需要的能量大,物质存储能量小,破碎与时间无关,研磨需要的能量较小.
粘弹性:
研磨与时间有关,破碎需要的功多,随着时间进行内部的弹性能量会转化成热, 短时间(<弛豫时间)就会产生脆化,减低形变--增加应力—增加弹性组分—减少破碎功,这些都可以通过降低温度达到。
力量集中在裂纹尖端越大,越有利于破碎。总之是越长的裂纹和凹口半径。
研磨的越久,初始裂纹就会减少。
粒径越小,初始裂纹也会变小。
材料的微塑性(裂纹尖端的延展区)决定了脆性研磨能达到的最小粒径。
裂纹的传播跟能力供给有关,只有破碎面满足单位面积的能量需要,裂纹才会传播,这些能量来源于裂纹尖端附近的弹性储能释放。
破碎面单位面积所需的能量记作 抗裂性R,单位面积的能量释放记作G。
如果颗粒很小,没有足够的体积去存储能量,每个独立破碎分开的过程都需要外部的全部能量供给,小的研磨工具就显得很重要,但是并不是所有的负荷都能足够大到使粉碎样品,因此负载需要频繁的加载。
转子粉碎机,线速度是起很重要的作用,还有材料的密度,粒子和研磨工具的弹性模量。理论上,速度越高越好,一般要高于60m/m的线速度。
能量的利用定义为:单位研磨功率使比表面积增加。
输出功率固定,研磨的时间越长,单位时间研磨的质量也就越小,也就是说比能量很小。
负荷强度与转子的力矩,负荷加载频率(与角速度有关)对研磨的作用非常大。