WIMiR	Grupa H30	Sprawozdanie z lab nr 1	04.11.2013
Gr. Lab 4 zespół 1	ćw. 1	Prasowanie proszków ceramicznych

Ćwiczenie polegało na pomiarze gęstości nasypowej bez usadu i z usadem proszku i powstałym z niego granulacie, a następnie wykonaniu odpowiedniej ilości wyprasek, metodą prasowania kształtek, przy jednokierunkowym (jednoosiowym, jednostronnym) działaniu ciśnienia.

Ciśnienie było parametrem zmiennym o wartościach : 16, 26, 43, 69 i 110 MPa. Do pomiarów gęstości nasypowej wykorzystano wytarowany, plastikowy cylinder miarowy o objętości 25 cm³ , gumową podkładkę oraz wagę techniczną o dokładności 0,01g. Prasowanie przeprowadzone zostało w sztywnej, stalowej formie, która była dokładnie czyszczona z resztek proszku/granulatu po każdorazowym prasowaniu. Przygotowano po 3 próbki dla każdej wartości ciśnienia, które zważono przy pomocy wagi a następnie zmierzono (średnicę i wysokość) suwmiarką, po uprzednim oczyszczeniu obrzeży próbek z nadmiaru proszku przy użyciu pędzelka.

Taka kolejność postępowania pozwoliła na uniknięcie błędów związanych z wykruszaniem się fragmentów próbek w trakcie ich mierzenia.

Schemat prasowania oraz rozkład gęstości względnej i ciśnienia w wyprasce prasowanej jednostronnie.

1. Obliczanie wartości gęstości nasypowej d_n i gęstości nasypowej z usadem d_u dla proszku wyjściowego:

PROSZEK
Lp
1
2
3
wart śr.

Gdzie:

m_c –masa cylindra

m_p –masa proszku

V₁ – objętość proszku

V₂ – objętość proszku z usadem

$$d_{n} = \frac{m_{p}}{V_{1}}$$

$$d_{u} = \frac{m_{p}}{V_{2}}$$

• Obliczanie wartości gęstości nasypowej d_n i gęstości nasypowej z usadem d_u dla granulatu:

GRANULAT
Lp.
1
2
3
wart śr.

Gdzie:

m_c –masa cylindra

m_g –masa granulatu

V₁ – objętość granulatu

V₂ – objętość granulatu z usadem

$$d_{n} = \frac{m_{g}}{V_{1}}$$

$$d_{u} = \frac{m_{g}}{V_{2}}$$

1. Obliczanie gęstości pozornej d_p oraz gęstości względnej d_w wyprasek prasowanych różnymi ciśnieniami:

$$d_{p} = \frac{m}{V}$$

Gdzie:

m- masa próbki [g]

V- jej objętość [cm³]

ρ- gęstość względna

ρ=2,62[g/cm³]

Lp	h[mm]	m [g]	d[mm]	P [MPa]	dp [g/cm^3]	dw	dwśr
1	6,75	2,40	18	16	0,43	16,46	16,38
2	6,80	2,40	18	16	0,43	16,34
3	6,80	2,40	18	16	0,43	16,34
1	6,49	2,40	18	26	0,45	17,12	17,18
2	6,45	2,40	18	26	0,45	17,23
3	6,46	2,40	18	26	0,45	17,20
1	6,01	2,40	18	43	0,48	18,49	18,78
2	5,86	2,40	18	43	0,50	18,96
3	5,88	2,40	18	43	0,50	18,90
1	5,55	2,40	18	69	0,52	20,02	20,37
2	5,52	2,40	18	69	0,53	20,13
3	5,30	2,40	18	69	0,55	20,96
1	5,18	2,40	18	110	0,56	21,45	21,57
2	5,11	2,40	18	110	0,57	21,74
3	5,16	2,40	18	110	0,56	21,53

1. Wykres zależności gęstości względnej od ciśnienia prasowania:

2. Porowatość

porowatość Vp [%]	średnia
83,54	83,62
83,66
83,66
82,88	82,82
82,77
82,80
81,51	81,22
81,04
81,10
79,98	79,63
79,87
79,04
78,55	78,43
78,26
78,47

1. Wykres zależności dw=a*log(P)+b

Wartość współczynnika a=6,47

Wartość współczynnika b=8,33

Współczynnik korelacji obliczany wg wzoru:

r=1

wartość krytyczna t_kr= 2,5706

1. Wnioski:

Wartość gęstości nasypowej bez usadu dla proszku kształtuje się na poziomie 0,77 [g/cm3], natomiast dla granulatu wynosi ona 0,94 [g/cm3]. Różnica ta może być spowodowana wielkością cząsteczek oraz ich ciężarem, dlatego gęstość nasypowa granulatu jest większa. W przypadku gęstości z usadem sytuacja ma się odwrotnie. Niewielkie rozmiary cząsteczek proszku pozwalają na gęstsze upakowanie, niż w przypadku granulatu gdzie ta możliwość jest ograniczona przez kształt i wielkość granuli.

Otrzymana charakterystyka przypomina typowy wykres zależności gęstości wypraski od ciśnienia prasowania. W pierwszym etapie prasowania przy niskich ciśnieniach następuje intensywny przyrost zagęszczenia. Dalszy wzrost ciśnienia powoduje dalsze upakowanie ziaren i zapełnianie pustek okruchami, jednak wzrost zagęszczenia jest znacznie ograniczony w porównaniu z etapem I. W końcowej fazie nawet znaczne przyrosty ciśnienia nie powodują większych zmian.

Współczynnik „a” można zinterpretować jako tangens kąta pochylenia prostej czyli stosunek$\text{\ \ \ }\frac{d_{w}}{log(P)}$, natomiast gdy log(P)=0, d_w jest równe współczynnikowi „b”_, a więc oznacza on gęstość względną dla prasowania o ciśnieniu 1 [MPa].