Partikkelvolumet

Partikkelvolumet er den delen av et gitte volum som er opptatt av faste partikler i en blanding, for eksempel en suspensjon, en colloidal løsning eller en kompositt. Ofte brukes betegnelsen partikkelvolumfraksjon eller volumfraksjon, og symbolet phi brukes som mål for hvor stor andel av totalvolumet som fylles av partikler. Definisjonen kan skrives som phi = V_partikler / V_tot.

Partikkelvolumet står i forhold til andre volumutnyttelser som porøsitet. Porøsitet måler volumet av voidrom i blandingen (V_void / V_tot), mens partikkelvolumet måler volumet som faktisk er fylt av partikler. I praksis kan dette innebære forskjeller mellom tettpakkede faste materialer og porøse partikler som themselves har interne kanaler eller porer.

Betydning og anvendelser. Partikkelvolumet påvirker fysiske egenskaper som viskositet, flyteevne, diffusjon og termodynamiske oppførsel i suspensjoner og gråmaterialer. I rheologi brukes phi til å forutsi hvordan en suspensjon oppfører seg når det gjelder flyt og stivhet. I teoretiske modeller beskrives effekten av partikkelvolumet på væskens viskositet og diffusivitet, for eksempel gjennom utvidede former av Einstein-relasjonen for små phi og mer komplekse forhold for konsentrerte suspensjoner.

Måling og estimat. Partikkelvolumet kan estimeres ved å kjenne masse og tetthet av partiklene i et kjent totalvolum, eller ved bildedannelse og bildeanalyse som kartlegger volumet av partikler i prøven. I geovitenskap og materialvitenskap brukes ofte empiriske korrelasjoner som tar høyde for partikkelform, størrelse og pakingsgrad, inkludert maksimalt pakkingsvolum phi_m for ulike partikkeltyper.

Se også: volumfraksjon, porøsitet, viskositet, Krieger-Dougherty-relasjon.