Abstract : The behaviour of a powder impacted on a target depends on its size, its particle size distribution, the material mechanical properties and the industrial rig. Aside from all the possible approaches to study the impact of pulverulent materials, our experimental equipments and methodology are different in providing complete and rigorous information on an elementary impact : the normal impact of single particles on a target.
An experimental test rig for the study of impact in an air jet mill allows one to evaluate the relationship between the impact energy and the fineness of the impacted solids. From one side qualitative comparison is possible with the fragmentation profiles. On the other side quantitative comparison can be carried out with the definition of grindability parameters : attrition threshold and grindability expressed in created surface per energy.
The test provides for a behaviour classification. In single impact tests, so far, three types of behaviour are highlighted : fragile, "complex" and ductile. Multi-impact study reveals the non-equivalence between multiple impact and single impact : a solid is not broken similarly if a given energy is provided in one or several times.
The test also allows one to study the influence of the powder size, its structure, its processing, and more generally its "history" on its behaviour at impact on a target. Furthermore, more fundamental information can be obtained : relation structure-grindability parameters, fragmentation mechanisms, brittle-ductile transition, breakage efficiency, estimation of the reached impact temperature...
Résumé : Le comportement face à l'impact d'une poudre dépend de sa taille, de sa distribution granulométrique, des propriétés mécaniques du matériau et de l'installation industrielle. Parmi la grande diversité des approches possibles pour l'étude de l'impact de matériaux pulvérulents, notre installation expérimentale de test se démarque en permettant d'obtenir une information complète de ce qui se passe au cours d'un impact élémentaire : l'impact normal de particules uniques sur cible.
La méthodologie d'étude permet de déterminer l'influence de l'énergie mise en jeu sur la broyabilité des solides impactés. Outre une comparaison qualitative des profils de rupture, une comparaison quantitative est obtenue grâce à la définition de paramètres physiques et sensibles de fragmentation : seuil d'attrition et broyabilité exprimée en création de surface par unité d'énergie.
Le test fournit une classification des comportements. En impact unique, actuellement, trois types sont mis en évidence : fragile, complexe ou ductile. L'étude du multi-impact révèle la non équivalence avec l'impact unique : un solide n'est pas broyé identiquement si on lui fournit une énergie en un ou plusieurs impacts.
Il permet également d'observer l'influence de l'angle d'impact, de la taille du solide, de sa distribution de taille, de sa structure, de son procédé de fabrication, et plus généralement de son "histoire" sur son comportement en impact sur cible. En outre, des informations plus fondamentales peuvent être obtenues : lien structure du solide-caractéristiques de fragmentation ; mécanismes de fracture ; transition fragile-ductile ; efficacité de broyage ; estimation de la température atteinte au cours de l'impact...