6295504679

Celem mieszania, jako operacji technologicznej jest uzyskanie dobrej homogenizacji zestawu co stanowi drugie kryterium jakości wyrobu. W celu określenia jednorodności zestawu zaleca się stosować statystyczne kryterium, a mianowicie: zestaw uważa się za dobrze zhomogeni-zowany jeśli standardowe odchylenie rozkładu objętościowego zestawu jest równe obliczonemu standardowemu odchyleniu.

Powyższą zasadę zastosowano do teoretycznego rozważenia dyspersji według klas rozmiarów ziaren. Przedmiotem analizy był zestaw składający się z k proszków, z których każdy posiadał określony skład ziarnowy i charakteryzował się ścisłym rozdziałem na klasy ziarnowe P, (R). Wówczas jego gęstość może być opisana za pomocą równania (2), gdzie X, oznacza objętościową zawartość i-tego składnika w zestawie, a P, (R) - gęstość rozdziału. Można ją również scharakteryzować za pomocą następujących parametrów:

R^wcp - średnia wielkość ziaren oraz D_u) - dyspersja. Parametry te w powiązaniu z powyższymi ujmuje równanie (3), gdzie: a oznacza moment rozkładu ziarnowego.

ĄflO-Zi. ■*•,!}(*).    (2)

=11 ,x,Jjuw*=Il,x,C

D,=£XR-R$)p,(.R)dr =

⁽³⁾

= y*_|fa,X_l-2X_lRgR$⁾+X_lRg) a = £R>P(R)dR.

W celu sprawdzenia statystycznej hipotezy o równości dyspersji jest wygodnie wykorzystać kryterium Bartleta [6] zawarte w równaniu (5):

2,3(« -l)²[W    ]-1KA A ]

Ba =-L_L_-L-2.    (5)

Wyliczoną wartość (Ba) porównuje się z wartością wziętą z tablic rozkładu Pirsona w odniesieniu do poziomu ufności i liczby stopni swobody n-1, gdzie n oznacza liczbę klas.

W procesie obróbki proszków często jest nieuniknione zanieczyszczenie ich produktami zużycia urządzeń, dlatego uważa się, że trzecim kryterium powinien być możliwie krótki czas przemiału zestawu.

Podsumowując powyższe rozważania, optymalizacja procesu mieszanie-mielenie powinna przebiegać według następującego schematu:

1)    zdefiniowanie kryteriów jakości mieszaniny;

2)    opracowanie modelu „idealnej” mieszaniny:

3)    przeprowadzenie testu doświadczanego przy zmianie jednego z parametrów z równoczesną korektą w porównaniu do modelu;

4)    w razie konieczności korekta modelu.

Wychodząc z przedstawionego schematu, optymalizacji czasu obróbki zestawu (mieszanie-mielenie) należy dokonać zgodnie z jego przeznaczeniem.

Na rysunkach 2-4 przedstawiono krzywe zmian dyspersji proszków SijN4 i AI2O3 oraz mieszaniny (SijN4 + 7 cz. obj. AI2O3) po obróbce w młynku kulowym w środowisku alkoholu izopropylowego w czasie 6-36 h, przy

W przypadku mieszaniny składającej się z dwóch proszków, równanie (3) upraszcza się i przyjmuje postać równania (4):

£>„ = X,a, + X₂ o₂ - R%.    (4)

Dla zestawu zawierającego dwa zmieszane proszki w równych objętościach (Xi = X?), otrzymana mieszanina będzie się charakteryzować dyspersją D„. Jeśli D„, = D_m wówczas mieszaninę uznajemy za dobrze zhomo-genizowaną- rozkład komponentów jest równomierny.

W razie zmieszania dwóch proszków w różnych objętościach (X\ * Xł), dyspersja D„, * D_M - co oznacza, że mieszanina nie jest homogeniczna. W tym wypadku nastąpiło nierównomierne rozmieszczenie komponentów i obserwuje się obszary o podwyższonej lub obniżonej zawartości jednego z nich.

Rys. 2. Zmiany składu ziarnowego proszku SijNs z uwzględnieniem czasu mielenia

Ceramika - Materiały Ogniotrwałe nr 3/2000