实验室液压机通过对粉末样品施加精确、受控的力，直接决定颗粒介质的微结构。 所施加的压力通过迫使颗粒更紧密地排列来确定配位数，从而增加相邻颗粒之间接触点的频率并建立材料的初始堆积密度。
配位数由颗粒排列的紧密程度决定，这是成型压力的直接函数。因此，液压机不仅仅是一个成型工具，更是定义准确结构分析所需拓扑基线的关键仪器。
压力与结构的关系
调节接触频率
配位数从根本上由颗粒之间的接触频率决定。
液压机通过施加压缩力来影响这一点，该力克服了颗粒间的摩擦力。
随着颗粒被推得更近，接触点的数量——以及因此的配位数——会增加。
控制初始堆积密度
颗粒排列的“紧密程度”是压机施加的成型压力的直接结果。
更高的压力会减小颗粒间的空隙体积。
这会导致更致密的初始堆积结构，从而物理上改变颗粒之间的相互作用方式。
定义空间分布
压机不仅仅是压缩；它决定了基体中颗粒的空间分布。
通过施加均匀的力，压机确保了介质的特定几何排列。
这种空间分布是配位数在三维空间中的物理体现。
一致性的关键性
分析的前提
没有稳定的基线，就无法进行准确的拓扑参数测量。
主要参考资料指出，保持一致的成型压力是这些测量的严格前提。
如果压力波动，配位数就会发生变化，导致后续分析不可靠。
结构标准化
为了比较不同的颗粒介质样品，必须分离结构变量。
液压机充当标准化工具，确保材料的“初始状态”在不同实验中是相同的。
没有这种控制，堆积密度的变化可能会被误认为是材料固有的性质，而不是加工产生的伪影。
优化您的实验方法
如果您的主要关注点是可重复性： 确保您的液压机经过校准，为每个样品提供相同的成型压力，以保持恒定的配位数基线。
如果您的主要关注点是结构密度： 系统地改变成型压力，以观察配位数如何随着颗粒排列的收紧而演变。
控制压力，就能控制材料的基本拓扑结构。
总结表：
| 特征 | 对颗粒介质的影响 | 结构分析的结果 |
|---|---|---|
| 成型压力 | 调节颗粒间接触频率 | 直接定义配位数 |
| 压缩力 | 克服颗粒间摩擦力 | 减小空隙体积并增加堆积密度 |
| 力均匀性 | 确保空间分布一致 | 为研究提供稳定的拓扑基线 |
| 压力稳定性 | 标准化材料的“初始状态” | 防止比较研究中出现加工伪影 |
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参考文献
- Patricia Jouannot-Chesney, Christian Lantuéjoul. PRACTICAL DETERMINATION OF THE COORDINATION NUMBER IN GRANULAR MEDIA. DOI: 10.5566/ias.v25.p55-61
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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