Удельная поверхность совокупности частиц (S, м2/кг)представляет собой сумму наружных поверхностей всех частиц, имеющихся в единице его массы. Она зависит от размера, формы и микроструктуры частиц. Для высокодисперсного порошка характерны величины удельной поверхности от единиц до нескольких сотен м2/кг.
По удельной поверхности можно судить о некоторых физико–химических свойствах порошкообразных материалах, в том числе и степени их дисперсности. Увеличение удельной межфазной поверхности приводит к интенсификации химических и физико–химических процессов, протекающих на поверхности порошка, таких как скорость реакции, изменении температуры фазовых переходов, что влечет за собой изменение качества композиционных материалов.
При оценке технологических свойств порошкообразных материалов размер удельной поверхности составляющих их частиц имеет в ряде случаев решающее значение. Так, для российских цементов для транспортного строительства нормирован показатель качества по удельной поверхности в пределах 280–400 м2/кг, а для цементов сульфатостойких – не менее 250 м2/кг. Величина удельной поверхности является также главным показателем, характеризующим расход энергии, затраченной на измельчение.
При расчетах площади поверхности порошкового материала различного гранулометрического состава в первом приближении принимают, что все зерна, входящие в отдельные узкие классы, имеют правильную геометрическую форму (куб, шар, цилиндр) и могут характеризоваться одним средним размером d. Общая расчетная удельная поверхность (т.е. поверхность всех частиц одной весовой единицы данного продукта) Sо находится суммированием по классам крупности. Для сферических частиц дисперсной фазы удельная поверхность определяется по уравнению:
Расчетные данные по удельным поверхностям для сферических частиц, различающихся по степени дисперсности, приведены в таблице.
Данные таблицы показывают, что с уменьшением размера частиц дисперсной фазы удельная поверхность резко возрастает.
Однако удельная поверхность не является определяющей характеристикой тонкости помола, поскольку порошки с различным гранулометрическим составом могут иметь одинаковую удельную поверхность и морфологию кристаллов
На рисунке приведен наглядный пример образцов с различным гранулометрическим составом, но с одинаковой удельной поверхностью по Блейну.
Приведенный пример позволяет оценить, как увеличивается поверхность кубика твердого тела с ребром в 1 см в результате раздробления на кубики одинакового размера с ребром 500 нм. Оказывается, поверхность маленьких кубиков возрастает в 20 тыс. раз.