3. Аппаратура для определения характеристик порошков Подготовка сырья

Различные партии сырья и даже различные упаковки одной партии могут отличаться по влажности, дисперсности, содержанию примесей.

Исходные материалы просеивают (с целью разделения частиц материала на фракции по размерам), усредняют (перемешивают отдельные партии материала для получения укрупненной партии с однородными свойствами), просушивают (если сырье повышенной влажности), проводят химический анализ для определения содержания основного вещества.

Поскольку сырые материалы, используемые для изготовления ферритов, содержат относительно мало примесей, допустимо определять содержание основного вещества прокаливания пробы (25-100 г) при T=1100-1150. При этой температуре большинство примесей полностью разлагается. Прокаливание проводят в корундовых или фарфоровых тиглях, предварительно прокаленных при Т=1150до постоянной массы. Исключение составляют соли марганца, которые после прокаливания превращаются в гаусманит(при этом из сырья улетучиваются влага, сернистые газы, летучие примеси). Чтобы определить содержание в солях марганца основного вещества в виде, необходимо массу гаусманита, полученного в результате прокаливания, умножить на 0,93. Образовавшийся при температуре выше 1100гаусманит может при охлаждении окислиться кислородом воздуха до. Во избежание этого тигли, используемые при прокаливании анализируемых солей и окислов марганца, необходимо плотно закрывать.

Определение содержания основного вещества в исходном сырье

Порошки характеризуются содержанием основных компонентов и содержанием примесей или загрязнений. Содержание основных компонентов в ферритовых порошках зависит от их содержания в исходном сырье. Поэтому перед смешением оксидов необходимо проводить химический анализ на содержание основных компонентов в сырье.

На основании данных химического анализа проводят перерасчет весового количества материалов, необходимых для получения феррита определенной марки. Расчет навески производят по формуле:

,

где - масса данного компонента шихты, кг;- содержание оксида в шихте по рецепту (масс.%);- масса смеси оксидов, кг;- содержание оксида в исходном сырье по данным химического анализа (масс.%). Исходные материалы взвешиваются с точностью до, после чего проводится смешение смеси оксидов.

Определение гранулометрического состава порошка ситовым методом

Ситовой анализ наиболее прост и распространен для определения гранулометрического состава грубых и средних порошков. Ситовой анализ проводят в специальном приборе с комплектом сит с различной величиной отверстий. Сита устанавливаются таким образом, что сверху вниз размер отверстий уменьшается, набор сит заканчивается поддоном. Применяются наборы стандартных сит, составленные по определенному закону. Имеется несколько ситовых шкал.

В СССР для определения гранулометрического состава принята стандартная шкала сеток (сит) с квадратными ячейками по ГОСТ 3584-53 . Каждый номер сетки (сита) соответствует номинальному размеру стороны ячейки в свету в микронах. Недостатком этой системы является отсутствие определенной зависимости между смежными ситами во всей серии.

В США (стандарт Тейлора) за основу принято сито с размером отверстий в свету 0,074 мм. Различают основной ряд сит с модулем и дополнительный с модулем(модулем называется постоянное отношение размеров отверстий двух сит, смежных в наборе). Размер любого сита является кратным 0,074 мм. Например, размер следующего за основным более крупного сита составляет, затеммм и т.д. Для вычисления размера отверстий сит дополнительного ряда пользуются модулем. Диаметр проволоки каждого сита равен размеру отверстий, который определяют по формуле:

где − число отверстий (меш) на 1 линейный дюйм (25,4мм) сита.

Например, для сита 200меш размер отверстий определяется как

Зависимость между размерами отверстий, диаметром проволоки, числом меш и живым сечением сетки (относительной площадью отверстий) с квадратными отверстиями выражается как

где − число меш;

− размер отверстий, мм;

− диаметр проволоки, мм;

− живое сечение сита, %.

Благодаря простоте и быстроте выполнения ситовой анализ является основным методом контроля зернистости в порошковой металлургии. Существенным недостатком этого метода является то, что минимальный размер отверстия в сетках составляет 40мкм, т.е. тонкие порошки не поддаются ситовому анализу. Кроме того, форма частиц может внести ошибки в результаты ситового анализа: тарельчатые частицы задерживаются на сите с размером ячейки больше их поперечника, а вытянутые иглообразные частицы проходят через сито с отверстиями меньше их длины.

Для проведения ситового анализа берется навеска исследуемого порошка весом 100 г. и просеивается в течение 10-20 мин. через набор сит с последовательно уменьшающимися размерами ячейки. Набор сит встряхивается с помощью вибратора или вручную, в результате происходит разделение порошка на фракции.

После просеивания порошок, оставшийся на каждом из сит, аккуратно собирается и взвешивается. Так как в процессе работы неизбежна потеря порошка, то в дальнейших расчетах рекомендуется использовать не вес первичной навески ,а сумму весов порошка, оставшегося на ситах:

,

где - вес порошка, оставшегося на- ом сите.

Результаты измерений представляются в виде таблицы 1 с указанием ячеек двух сит, между которыми находится каждая навеска порошка, и процентного содержания каждой фракции, например;

Таблица 1

№ п/п	Размер сита		Вес фракции на сите	Процент каждой фракции
1	-0,125 мм	+0,105 мм	10 г.	15%

Фракция порошка, оставшаяся на сите 01, но прошедшая через более крупное сито 0125, обозначается -0125+01 или -125+100 мкм.

Наиболее наглядным является представление результатов в виде графика, по вертикальной оси которого отложено процентное содержание каждой фракции

,

а по горизонтальной – средний размер зерна каждой фракции

где − содержание- ой фракции в %;и- макс. и мин. размер частиц данной фракции.

В таблице 2 приведены характеристики сит для ситового анализа порошков, применяющихся в СССР, США и Англии.

Таблица 2