作者:Timothy Cullina,高级咨询工程师,Fauske & Associates, LLC
引发纳米技术革命的功劳通常要归功于理查德·费曼1959年在美国物理学会上的演讲,“在底部有足够的空间”。即使你不同意这一评价,我希望你能同意费曼对“小科学”的热情无疑激发了科学家、哲学家和深度思考者对建立在纳米技术基础上的未来的想象。
其他人,可能是埃里克·德雷克斯勒,或者是Omni杂志,预测了纳米技术的黑暗未来,他们预测自我复制的纳米机器人将变得野蛮,消耗几乎所有的资源,留下的只有一个黑暗、死亡的世界,只有无用的纳米机器人形成无穷无尽的“灰色粘液”堆。
半个多世纪过去了,纳米制造的引擎已经悄无声息地嗡嗡作响,灰色粘稠物的警报几乎消失了,今天的许多工业都在稳步地生产更小的颗粒,尽管大多数离真正的纳米颗粒尺寸还有相当大的距离。
颗粒大小是影响可燃粉尘爆炸严重程度和点火难易程度的主要物理参数。许多行业的微粒尺寸都呈下降趋势。这适用于颜料、墨粉、电子、化妆品、制药、特种化学品、增材制造、食品等行业。与墨粉一样,原因可能是质量的提高和新的转移技术。其他优点可能与提高混合效率和减少生产时间有关。
当然,如果您的变更管理(MOC)程序无视粒度的考虑,那么一些粒径的减小可能会被忽略。虽然使用特定于每个应用程序的较小粒径的工作有优点,但也有与需要管理的较小粒径相关的可燃性粉尘风险增加。
例如,10年前,打印机墨粉的颗粒大小平均为30到50微米。为了改善字体的外观,制造商一直在努力生产越来越细的碳粉颗粒。今天,墨粉制造商正在把尺寸的界限推到10微米,甚至更低。十年前,K圣许多碳粉的数值都在II类范围内,即每秒200到300 bar-米。现在较小的碳粉颗粒含有K圣数值远远超过300 bar-m/s。在某些情况下,10年前采用的保护战略已不再适当。爆炸喷口尺寸可能太小或抑制反应时间太慢。
颗粒尺寸的减小减少了启动爆燃所需的能量。通过降低最低可爆浓度(MEC),降低点燃材料所需的最低点火能量(MIE),降低材料可能自燃的温度(AIT),更容易满足爆燃或爆炸的必要条件。较小的微粒也会产生更快更强的爆炸,因为这大大增加了最大升压率(dP/dt)。马克斯.它还可能导致更强大的压力波。所有这些都使这种材料更加危险。
颗粒尺寸也可能因工艺的改变或改进而“意外”或不经意地减小,有些甚至不明显,如更换磨机部件或供应商。由于这些原因,了解小尺寸对材料的影响是很重要的。表1总结了推荐的测试活动和粒径对结果的影响。
表1 -材料危险表征的推荐试验
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