Uozenie krystalitów w proszku

Przestrzenne uozenie krystalitów w proszku zdeterminowane jest przez siy ich wzajemnego oddziaywania. Moze to byc zarówno przyciaganie elektrostatyczne jak siy Van der Waalsa czy - w przypadku gestych ceramik (spieków) - wiazania kowalencyjne, jonowe lub inne (w zaleznosci od rodzaju materiau). Siy wiazace ziarna proszku (siy adhezji), bez wzgledu na ich rodzaj, dziaaja pomiedzy atomami przypowierzchniowymi i sa do wielkosci tych powierzchni proporcjonalne. Z drugiej strony siy prowadzace do rozseparowania ziaren, jak udary mechaniczne, czy chociazby grawitacja, rosna z momentem bezwadnosci i masa ziaren, a wiec z ich objetoscia. W tej sytuacji stabilnosc mechaniczna proszku podyktowana jest w duzej mierze stosunkiem si wiazacych (adhezji) do si separujacych, a wiec i stosunkiem powierzchni krystalitów do ich objetosci [31]:

$${\frac{{\Delta V}}{{V}}} \left[\vphantom{ \frac{\pi }{6}d^{3}-\frac{\pi }{6}(d-2\delta )^{3}}\right. {\frac{{\pi }}{{6}}} {\frac{{\pi }}{{6}}} \delta \left.\vphantom{ \frac{\pi }{6}d^{3}-\frac{\pi }{6}(d-2\delta )^{3}}\right] \left(\vphantom{ \frac{\pi }{6}d^{3}}\right. {\frac{{\pi }}{{6}}} \left.\vphantom{ \frac{\pi }{6}d^{3}}\right)^{{-1}}_{} \approx {\frac{{6\delta }}{{d}}}$$ (1.1)

gdzie $\Delta$V jest objetoscia materiau zgromadzonego nie dalej niz o $\delta$ od powierzchni ziarna w ksztacie kuli o srednicy d i objetosci V. $\Delta$V mozna traktowac jako obszar granic pomiedzy ziarnami, zas wytrzymaosc mechaniczna proszku jest proporcjonalna do ${\frac{{\Delta V}}{{V}}}$. Jak widac, wytrzymaosc maleje jak ${\frac{{1}}{{d}}}$ co stanowi podstawe do podziau proszków na dwie klasy:

• ``zwykych'', czyli mikrometrowych, gdzie duza masa ziaren wobec sabo rozwinietej powierzchni uniemozliwia tworzenie stabilnych struktur przestrzennych (rys. 1.7a)
• nanometrowych, gdzie nawet 50% masy tworzy obszar granic ziaren (przy zaozeniu jego grubosci na 3-4 warstwy atomowe i srednicy ziarna 5 - 15 nm) i adhezja jest wystarczajaco silna do utrzymania ziaren w pozycjach jakie przyjey w trakcie syntezy proszku (rys. 1.3, 1.8).