Характеристики измельченных материалов.

Тонкость измельченных материалов характеризуется дисперсными показателями. Наиболее важными из них являются гранулометрический состав, удельная поверхность и средний размер частиц. Для определения дисперсионных показателей прибегают к методам дисперсионного анализа, среди которого наибольшее распространение получили ситовой, седиментационный, микроскопический и гидродинамический.

Наиболее полно дисперсность порошков характеризуется гранулометрическим составом, которым определяется процентное содержание частиц каждого размера. Гранулометрический состав представляется либо в виде таблицы, либо графически в виде кривой распределения. Для этого на оси абсцисс откладывают, в выбранном масштабе, значение диаметра частиц X, а по оси ординат - процентное содержание частиц в монофракции. Построенная таким образом кривая носит название дифференциальной кривой распределения (x).

В промышленной практике и в исследовательских работах более часто применяют интегральную кривую распределения, которая несет более полную информационную нагрузку. Интегральные кривые бывают двух видов: построенные “по проходу” - D(x) и построенные “по остатку” - R(x). При построении кривой D(x) по оси ординат откладывается процентное содержание всех частиц диаметр которых меньше X, при построении кривой R(x) - содержание частиц больше X. Иными словами: функция D(x) является выраженным в процентах отношением массы всех частиц, диаметр которых меньше X к общей массе материала. Очевидно выполняются соотношения:

(5)

Пример представления гранулометрического состава по данным ситового анализа приведен в таблице 2. В первой колонке размещены размеры ячеек сит, использованных при просеве материала. Во второй колонке граничные размеры частиц фракции. Третья колонка представляет средний размер частиц фракции. В четвертой колонке представляются результаты взвешивания остатка на каждом сите, в граммах, в пятую - то же в процентах. По данным, представленным в пятой колонке, можно построить дифференциальную кривую распределения. Шестая колонка описывает табличную форму интегральной кривой распределения “по проходу”. Для ее построения необходимо провести суммирование масс фракций, начиная с меньшей фракции:

(6)

Или в общем виде:

(7)

Очевидно, что при построении интегральной кривой распределения по остатку, суммирование необходимо начинать с наибольшего размера фракций:

(8)

На рис.1. представлены кривые гранулометрического состава, построенные в соответствии с данными таблицы 2.

Как было показано ранее, находят применение такие дисперсные показатели, как удельная поверхность и средний размер частиц. Средний размер может быть вычислен по данным ситового анализа по формуле:

(9)

где q_i - вес монофракции; x_i - размер монофракции.

Удельная поверхность порошка представляет собой отношение площади поверхности к их массе (реже к объему). Удельная поверхность определяется с помощью приборов, методами, основанными на измерении газопроницаемости слоя порошка, измерении сорбционных свойств порошка и т.д.

Ориентировочно, удельная поверхность может быть выражена, исходя из среднего размера частиц по формуле:

(10)

где  - плотность материала.

Рис.1. Кривые гранулометрического состава

R(x) - интегральная, построенная «по остатку»;

D(x) - интегральная, построенная «по проходу»;

d(x) - дифференциальная кривая

Таблица 2.

Размер ячеек сита	Граничные размеры частиц	Средний размер частиц	Масса частиц		D(x)
мм	мм	мм	г	%	%
1,0 0,7 0,5 0,35 0,25 0,18 0,12 0,07	Более 1,0 1,0-0,7 0,7-0,5 0,5-0,35 0,35-0,25 0,25-0,18 0,18-0,12 0,12-0,07 0,07-0	- 0,85 0,6 0,425 0,3 0,215 0,15 0,095 0,035	- 0,3 3,2 9,6 14,6 19,6 14,1 6,2 2,2	- 0,4 4,6 14,0 21,0 28,0 20,0 8,9 3,1	100,0 100,0 99,6 95,0 81,0 60,0 32,0 12,0 3,1
проход	Навеска		70,0	100,0