ĆWICZENIE 5

Wpływ parametrów procesu wytwarzania na kształt i wielkość cząstek proszków

1. Wstęp.

Kształt ziaren proszku zależy od metody ich wytwarzania:
- ziarna proszku otrzymane w wyniku metod mechanicznego rozdrabniania (w młynach

kulowo udarowych) mają kształt wielościenny, odłamkowy, nieregularny lub płatkowy,

- ziarna proszku otrzymane w wyniku rozpylania - kształt sferyczny lub globularny,
- ziarna proszku otrzymane drogą redukcji posiadają kształt gąbczasty (proszki te najlepiej

się prasują i spiekają),

- ziarna proszku otrzymane metodą elektrolizy posiadają kształt dendrytyczny lub iglasty.

Ze względu na kształt ziaren rozróżniamy następujące rodzaje proszków (PN-84/H-04956):

- sferyczne,
- globularne,
- zaokrąglone,
- wielościenne,
- prętowe,
- iglaste,
- gąbczaste,
- dendrytyczne,
- płatkowe,
- odłamkowe,
- nieregularne.

Kształt ziaren proszków można badać metodami mikroskopowymi oraz matematycznymi.


2. Badania kształtu cząstek proszków.

Badania kształtu cząstek proszków przeprowadza się za pomocą mikroskopu optycznego lub
elektronowego zgodnie z warunkami podanymi w polskiej normie PN-84/H-04956. Zasada
oznaczania polega na obserwacji obrazu rzutu cząstki w położeniu jej największej stabilności
za pomocą mikroskopu elektronowego, w okularze mikroskopu optycznego lub na fotografii
oraz wyznaczeniu bezwymiarowych wielkości współczynników kształtu stanowiących
stosunek charakterystycznych wymiarów obrazu cząstki (l

max

/l

min

- współczynnik wydłużenia;

d

F

/d

M

; P

2

/S – współczynnik rozwinięcia powierzchni) i sklasyfikowaniu kształtu cząstki na

podstawie wyznaczonych współczynników kształtu i porównaniu obrazu jej rzutu z rzutem
cząstek o typowym kształcie.

Wielkości oznaczane:
l

max

- maksymalny wymiar liniowy rzutu cząstki, mm,



m,

l

min

- minimalny wymiar liniowy rzutu cząstki,

d

F

- odległość między stycznymi do skrajnych punktów rzutu, równolegle do kierunku,

d

M

- cięciwa dzieląca płaszczyzny rzutu cząstki na dwie równe części i równoległa do

zadanego kierunku,
P - obwód rzutu cząstki,
S - powierzchnia rzutu cząstki.

Jedną z metod mikroskopowych jest metoda Hausnera. Metoda ta oparta jest na analizie

konturów cząstki proszku. Poprzez obrót badanej cząstki w polu widzenia mikroskopu
optycznego lub elektronowego można obserwować każdorazowo inny jej kontur. Na konturze
opisywane są prostokąty w celu znalezienia lego spośród nich, który charakteryzuje się
najmniejszą powierzchnią.
Długości boków prostokąta zostaną opisane literami: a - długość, b- szerokość.
Pole powierzchni ograniczonej konturem (pole rzutu cząstki) - oznacza się literą A. Długość
obwodu konturu - literą C.

Kształt cząstki charakteryzowany jest trzema wskaźnikami:

-wydłużenia

b

a

x



-masy

b

a

A

y





-powierzchni

A

C

z

6

,

12

2



Gdy:

x = l

kontur cząstki jest kwadratem,

y = 1

kontur zajmuje całą powierzchnię prostokąta,

z = 1

badana cząstka jest gładką kulą.

Do matematycznych metod określającej kształt cząstek proszku należy metoda Fouriera. W
tej metodzie kształt cząstki opisywany jest za pomocą pewnej liczby współczynników
Fouriera. Na ich podstawie, przy użyciu komputera, można przetworzyć zapis matematyczny
na obraz graficzny.


Sprawozdanie

1. Opisać wpływ metody wytwarzania na kształt i wielkość cząstek
2. Przedstawić mikrofotografie proszków obserwowanych na mikroskopie świetlnym

oraz opisać technologie ich wytwarzania.

3. Określić kształt obserwowanych cząstek proszków za pomocą metody Hausnera

(wyznaczyć wybrane wskaźniki kształtu cząstek proszków).

4. Wnioski