Способ измерения толщины частиц

(и 861935 ОП ИСАНИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУпо делам изобретений и открытий Опубликовано 07,09,81 Бюллетень И 33(53) УДК 531, ,715.27 (088.8) Дата опубликования описания 09,09, 81.А.С. Сахиев, А.Б. Бассель, А, . БашкущуатС.В. Щелкунов и В.Н. С авноваБИ 507,.Гу(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЧАСТИЦИзобретение относится к областйисследований с помощью микроскопа,а именно, к методам дисперсионногомикроскопического анализа и можетбыть использовано для определенияформы частиц и гранулометрическогосостава порошкообраэных материаловв порошковой металлургии, промьаленности строительных материалов,пищевой промышленности и др.Известен способ определениятолщины частиц с помощью. оптического микроскопа путем их разрушенияпри давлении линзой объектива и вычислении толщины частицы сравнениемпроекции частицы до и после разрушения 11 ,Недостаток .способа состоит в том,что его применение возможно лишь длячастиц из пластичного материала иможет привести к повреждению передней линзы объектива,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является способ измерения толщины частиц, заключающийся в том, что используют оптический микроскоп, помещают на егопредметном столе измеряемые частицы;переднюю линзу объектива совмещают5,со стеклом гредметного стола и пере,двигают объектив по стеклу до совмещения объектива с измеряемой частицей, Толщину частицы рассчитывают по10 Радиусу кРивизны линзы и кольцамНьютона 121,Этот способ имеет следующиенедостатки: недостаточная точность измерения,. определение толщины частиц требует тесного контакта между объек,тивом и самой частицей, что может привести к повреждению передней линзыобъектива; способ неприменим для механически непрочных частиц; измерениепо этому способу осуществляют путемнанесения на предметное стекло небольшого числа измеряемых частиц, чтоприводит к дополнительным затратамвремени на приготовление образцов., Таким образом, известный способимеет. низкую производительность инедостаточно высокую точность измерения.Целью изобретения является повышение производительности и точности.измерения,Цель достигается тем, что помещают на предметном столе одновременно с измеряемыми частицами эталонные частицы различных размеров,имеющие извесное соотношение междуразмером проекции и толщиной, Фокусируют оптический микроскоп на измеряемую частицу и .определяют еетолщину, как величину, пропорциональную линейному размеру проекцииэтапонной частицы, лежащей в той жеФокальной плоскости, что и измеряемая. В качестве эталонных частициспользуют частицы сферической Формы,На чертеже представлена принципиальная схем.а, поясняющая описываемыйспособ измерения толщины частиц.На схеме показана измеряемая частица 1 и эталонные частицы 2, 3, 4,располагаемые на предметном стекле5 микроскопа (на чертеже не показан),Может быть использован микроскоп любой марки, применяемый для измере"ния размеров проекций,Осуществляется описываемый способследующим образом.На предметное стекло 5 микроскопа одновременно с измеряемыми частицами 1 помещают эталонные частицы2, 3, 4 различных размеров, имеющиеизвесное соотношение между характерным размером проекции и толиной, втаком количестве, чтобы в поле зрениямикроскопа было приблизительно одинаковое число измеряемых и эталонныхчастиц, Затеи последовательно Фокусируют микроскоп на измеряемые частицы. Для каждой измеряемой частицыопределяют толщину, как величину,пропорциональную линейному размерупроекции эталонной частицы, лежащейв той же фокальной плоскости,.чтои измеряемая. При этом оказываютсясфокусированными частицы, имеющиетолщину, равную толщине измеряемойчастицы. Все остальные частицы оказываются не в фокуее, Эталонныечастицы выбирают близкими по раз;меру к измеряемым, В качестве эталон"ных частиц на схеме показаны сферыдля которых диаметр проекции равенО. Микроскоп сфокусирован на верхнее 5 1 О 35 20 25 ЗО 35 До 45 50 55,ребро частицы 1, одновременно с ней фокусируется эталонная частица 2 в ее мидделевом сечении. Очевидно, что 5 = К, а величина Й определяется по проекции сферы Я = Э/й Эталонные частицы 3 и 4 с диаметрами Э,1 с О ( Э остаются расфокуси 2рованными. Расфокусировка обеспечивается применением объективов с малой глубиной резкости. Описанным способом измеряли толщины частиц дисперсного кремния с размерами проекции 5"350 мкм с помощью фото- микроскопа Фирмы Оптон (ФРГ) по эталонным частицам дисперсного сферического алюминия с размерами 5- 400 мкм. Для измерения толщины к ньше 100 мкм использовали объектив с увеличением 100 " при глубине резкости 1,0 мкм. Для измерения толщины частиц больше 100 мкм испольэЬвали объектив с увеличением 40 при глубине резкости 3,0 мкм.При обработке результатов методами математической статистики была получена корреляционная зависимость толщины частиц кремния от эквивалентного диаметра (3,О,:0,6 1р )которая позволяет рассчитать гран- состав порошка кремния в весовых долях и расчетное значение удельной поверхности, Максимальная погрешность измерения по предлагаемому способу составила 57., что вдвое меньше, чем по прототипу. Для измерения 20 частиц, включая время на приготовление образца, потребовалось 45 мин что в 4 раза меньше, чем по прототипу, Использование описываемого способа измерения толщины частиц микроскопическим методом обеспечивает возможность измерения толщины частиц при помощи обычного микроскопа без непосредственного контакта между частицей и линзой объектива; возможность измерения механически непрочных частиц, сокращение времени измерения приблизительно в 4 раза, благодаря использованию одного препарата для измерения большего числа частиц и большей в сравнении с прототипом плотности нанесения частиц на предметное стекло; повышение точности измерения.Таким образом, описываемый способ значительно повышает производительность и точность измерения.5 861935 ФФормула изобретения , измеряемую частицу и определяют еетолщину, как величину, пропорционапь 1. Способ измерения толщины час- , ную линейному размеру проекции зтатиц, заключающийся в том, что исполь- лонной частицы, лежащей в той же зуют оптический микроскоп и помещаютфокальной плоскости, что и измеряемая, на его предметном стекле измеряемые 2. Способпоп. 1, отличаю- .частицы, о т л и ч а ю щ и й с я щ и Й.с я тем, что в качестве этатем, что, с целью повышения произ- лонных частиц используют частицы сфеводительности и точности измерения,рической формы. помещают на предметном стекле одно. Источники информации, временно с измеряемыми частицами принятые во внимание при экспертизе .эталонные частицы различных размеров, 1, ВосЦу К.О, Н,В, Епе 1, 32 1 10 имеющие известное соотношение между,(1953).размером проекции и толщиной, фоку-2. КоЬ 1 пз Й,Н., И, доцгп, оГ арр 1. сируют оптический микроскоп на 1 з ",Рбуз, Ьцрр 1 У 3, 1954 (прототип,."Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,аз 6526/33ВНИИПИ Госудпо делам113035, Москв Птета СССРкрьггийая наб, д,Тираж.642 енного коми етений и о 35 Раушск