Способ измерения распределения порошков проводящих материалов по размерам

Союз Советских Соцналнстнческих Республик(51)М, Кл,2 С 01 14 15/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета54 ) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРОШКОВ ПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ ПО РАЗМЕРАМ Изобретение относится к области порошковой технологии и обеспечивает решение задачи измерения распределения порошковых материалов по размерам.5Известны способы измерения, основанные на седиментации дисперсной фазы в дисперсионной среде под действием гравитационного или це нтро бежного поля 1) . 10В качестве дисперсионной среды используют жидкость или газ. В случае использования жидкости объект измерения тщательно подготавливают, растирая его с жидкостью до состояния пасты, Суспензию обеэжиривают, удаляют пузырьки газа. В случае газовой се - диментации используют поток воздуха, направленный против градиента силового поля, или непосредственное осе дание. При этом большое влияние оказывает скорость воздушного потока в сильной степени влияют стенки установки, искажая результат до 50 Ъ, велико время измерения 2 - 4 часа), 25Наиболее близким к изобретению является метод накопления веса осадка во времени или слоевой 2 .Сущность его заключается в том, что исследуемый порошок помещают в 30 виде суспенэии над чистой дисперсионной средой, причем толщина слоясуспенэии пренебрежимо мала по сравнению с высотой слоя, в котором происходит седиментация,На расстоянии от поверхности суспенэии располагается чашка весов длянакопления осадка. Измеряя массу частиц и время эа которое происходитвыпадение частиц, можно определитьинтегральную функцию распределениячастиц по размерам. Для получения кривой распределения необходимо продифференцировать данную функцию,Методика способа проста, но аппаратурное исполнение представляетзначительные трудности. Необходимотщательное термостатирование системыво избежании конвективных потоков иизменения вязкости, много порошка остается в суспензии, процесс измерениявесьма длителен, необходимы чувствительные аналитические микровесы, чтоувеличивает трудоемкость измерительного процесса,Целью изобретения является повышение точности и уменьшение времениизмерения.Достигается это тем, что частицырасполагают монослоем на заряжающем(2) бО электроде плоского конденсатора, создают напряженность поля в межэлектродном зазоре 3-4 КВ/см, механическииницируют частицы к одновременному отрыву от заряжающего электрода, измеряют изменение тока за время одного пролета частицами межэлектродногорасстояния и определяют радиус частиц пролетевших межэлектродное расстояние за одно и то же время и ихколичество по Формулам радиус частицы;электрическая постоянная; межэлектродное расстояние; ускорение силы тяжести; напряженность электрического поля;вязкость среды;плотность порошка;время пролета частиц радиусом гс,число частиц определенного радиуса; ток, текущий в момент л,промежуток времени, выбранный с учетом дискретностиизмерения радиуса. В данном способе необходимо, чтобы все частицы одновременно оторвались.от нижнего электрода. Для Этого не,обходимо преодолеть силу адгезии. При столь различных Рф это можно сде. лать, например, с помощью вибрации нижнего электрода с частотой порядка 10-15 кгц, и амплитудой 0,1 мм с помощью электромагнитного вибратора 5 и генератора б.При отрыве заряженных части 7 и движении их .к верхнему электроду 2 возникает ток переноса. Этот ток и его изменение во времени Фиксируется в виде графика (см. Фиг. 2) с помощью самописца тока (электронного или светолучевого осциллограФа) 4.Для того, чтобы частицы не вступа ли в режиМ автоколебаний между электродами, необходимо, чтобы они остались на верхнем электроде, С этой целью его можно покрыть либо липкой пленкой, либо использовать сетчатый На фиг. 1 изображено устройстводля осуществления предлагаемого спрсаба; на фиг, 2 - график тока переноса и его изменение во времени,Оно содержит заряжающий электрод1, верхний электрод 2, источник напряжения 3, самописец тока 4, электромагнитный вибратор 5 и генератор б.Частицы порошка обозначены цифрой 7.измерение осуществляется следующим образом. На заряжающий электродмонослоем насыпают частицы порошка,затем выставляют напряжение такой величины, чтобы электростатическая сила, действующая на частицу, скомпенсировала силу веса.На частицу, расположенную на заражающем электроде, действуют силы 20 где РЭ - сила электростатическогополя;Г - сила веса;Гд - сила ад ге зи и .Как показали исследования, для 25 частиц размером от 1 до 50 мкм Гэ,превосходящая вес, создается полемнапряженностью 3-4 КВ/см.Значения силы адгезии в соответствии с исследованиями сведены в ЗО табл. 1. Здесь же приведены значенияР, и Г для частиц различных радиусов. электрод с фильтром, в котором осядут частицы, преодолев межэлектродное расстояние.Для любой частицы, оторвавшейся от заряжающего электрода и движущейся в электрическом поле в стоксовском режиме, можно записать илио- Г Е г Е) г --- ь рц=О (3)д 4. ъРЯ-где Ео - электрическая постоя н ная;г - радиус частицы;Е - напряженность электрического поля;Й - межэлектродное расстояние;1 - время пролета межэлектродного зазора;Я - плотность вещества;- ускорение силы тяжести,7427 Р 9 Формула изобретения г. Е о рд ад иус арасстоя с какойходимоделениямя прохои опредарядамежуток,время не;) а,.6) Отсюда опредсоздающих ток 1 яют чи а врем частиц и 1 ь ЯъТЕ ; е= ИС,что го дади С учето ло част формуле того, данн 7 о са нах Е чисят по соба име я, та массу т ет при 2-3 о,измеицы днитствуето грештенок к часотс ящий ного ческаяощаета. Вать иззе 5ао-3 а Н,уделпорош 197 них воздеодящее кновениюерсионной твует счет н вязко ных по)- -2 Е 6 - ) -4-,6) - =О (41о Рд РЯБИсследован уравнение (4) на экстремум убеждаемся, что значение второго корня лежит выше 100 мкм, и,следовательно, в данный диапазон измерения не входит,Взяв из графика любое значениесоответствующий ему радиус находят по формуле считая, что частицы о преодолевают межэлект ние за одно время,В зависимости от того, степенью дискретности необ строить гистограмму расгре по размерам, разбивают вре дения тока на участки ь, ляют значение суммарного з перенесенного за этот про считая, что ток д за это изменится ХЪ Й СОЕИспользование данного споет ряд преимуществ:упрощается процесс измерекак нет необходимости измеряперенесенного вещества, что дбанку нточности измерения нотсутствует влияние срительной камеры, так кажутсявдали от них, т, еэффект скольжения, вносность до 50 Ъ,фиксируется только электрвеличина - ток, что также упз апись измерительного проце спрототипе необходимо фиксироменение массы но времени,уменьшается время анализаскольких секунд (у прототипаса),основная погрешнос. предлагаемого метода составила 10-12 по отношению к микроскопическому анализу, н то время, как основная погрешность седиментационного метода 15-50. Способ измерения распределения порошков проводящих материалов по размерам, заключающийся в помещении слояпорошка на границу с вязкой средой иопределения времени прохождения заданного расстояния, о т л и ч а ю -ц и й с я тем, что, с целью повыарния точности и уменьшения времени из мерения, частицы располагают монослоем на заряжающем электроде плоскогоконденсатора, создают напряженностьполя в межэлектродном зазоре 3-4 КВ/сцмеханически инициируют частицы к одр новременному отрыну от заряжающегоэлектрода, измеряют изменение токаза время одного пролета частицамимежэлектродного расстояния и определяют радиус частиц, пролетевших межд 5 электродное расстояние за одно и тоже время и их количество по форму- лам где г - радиус частицыЕ - электрическая постоянная;оЙ - межэлектродное расстояние;- ускорение силы тяжести;Е - напряженность электрического поля;Г - вязкость среды;- плотность порошка;О - время пролета частиц радиусом г;пс - число частиц определенрадиуса;Т - ток, текущий в моментЬ 1 - промежуток времени, выбранный с учетом дискретностиизмерения радиуса.Источники информации, принятые во внимание при эксперти1. Ходакон Г. С, Основные методы дисперсного анализа порошков. М., Изд. литературы по строительству, 1968.2. Паничкина В. В. и Уваров Методы контроля дисперсности и ной поверхности металлических- Киев, Наукова думка742769 Составитель Е. МаллерГончар Техред Н.Ковалева орректор Ю. Макаренк Редакт Эак Тираж 10 3 3 дписное Патент, г. Ужгород, ул ктная, 4 илиал ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, ЬЬсква, Ж, Раушская наб., д. 4/