المادة الكاشطة هي مادة تستخدم لقطع وطحن وتلميع مواد أخرى أكثر ليونة. تُستخدم المواد الكاشطة في مجموعة واسعة من التطبيقات المنزلية والصناعية والتكنولوجية بفضل قدرتها على تقليل السطح عن طريق الاحتكاك والاحتكاك، مما يؤدي إلى تباين كبير في حجم الجسيمات وشكل المواد الكاشطة. وتستخدم المواد الكاشطة في جميع جوانب الحياة بدءًا من ورق الصنفرة الذي يستخدمه النجار لجعل الخشب أكثر نعومة إلى مواد التلميع الكاشطة التي تصنع طلاء لامعًا باهظ الثمن للسيارة.
يوضح هذا المثال أدناه دراسة حول توصيف المواد الكاشطة باستخدام قياس حيود الليزر مع تحليل الصور الديناميكية المتزامنة.
تم قياس ثلاث عينات من المساحيق الكاشطة المصنوعة من الياقوت الأزرق، الناعم والمتوسط والخشن بواسطة جهاز Bettersizer S3 Plus لتوصيف كل من حجم الجسيمات وشكلها. نوضح هنا كيفية اختلاف هذه المساحيق في الحجم وكذلك كيفية مقارنتها في معلمات شكلها.
الشكل 1. منحنيات الحجم التراكمي لحجم الجسيمات لمساحيق الياقوت الأحمر الناعم والمتوسط والخشن باستخدام تقنية الجمع
الجدول 1. المعلمات الحرجة لتوصيف المساحيق الكاشطة في الشكل 4
كما هو مبين في الشكل 1، بعد توصيف ثلاث حبيبات مختلفة من عينات المساحيق الكاشطة ذات الحبيبات المختلفة، فإن نتائج حجم الجسيمات مرتبة بالترتيب الصحيح كما نتوقع. يمكن التنبؤ بأن الجسيمات الأكثر خشونة سيكون لها قوة تأثير أعلى، وبالتالي إزالة سطح المادة بشكل أسرع مما ينتج عنه نسيج أثقل.
ومن المثير للاهتمام، أنه على الرغم من اختلاف أحجام المساحيق الكاشطة الثلاثة، إلا أن دائرية هذه المساحيق متجانسة بشكل كبير، كما هو موضح في الجدول 1، مما يؤكد أن عملية الطحن التي تقوم بها الشركة المصنعة لهذه المساحيق الكاشطة تحت السيطرة بشكل جيد للغاية.
بالإضافة إلى ذلك، مع تقنية تحليل الصور الديناميكية القائمة على العد، فإن جهاز Bettersizer S3 Plus قادر على تحديد الحبيبات الكبيرة جدًا أو الكروية جدًا بشكل فردي أو في الواقع من خلال عرض جميع معلمات بيانات الحجم والشكل لجميع الجسيمات التي تخلق توزيعًا قائمًا على العدد والعديد من المعلمات الأخرى بسهولة. يوضح الشكل 2 عدة صور بالكاميرا لمسحوق كاشط خشن تم التقاطها بواسطة Bettersizer S3 Plus بالتفصيل. والرقم الموضح أعلى الصورة هو القطر المحدد الذي حدده المستخدم (عرض فيريت أو طول فيريت وما إلى ذلك) لكل جسيم.
الشكل 2. صور الكاميرا المستخرجة من قائمة الجسيمات الفردية لمسحوق كاشط خشن (بين حوالي 500 و200 ميكرومتر)
الجدول 2. معلمات الشكل الحرجة لبعض الجسيمات الكبيرة الموجودة في مسحوق جلخ خشن
إن توزيع الحجم هو الأهم في المقام الأول، ولكن قياس حجم واحد غير كافٍ لأن الجسيمات الكاشطة ليست مستديرة وكما هو موضح في الجدول 2، هناك حاجة إلى الطول والعرض، وكذلك الدائرية.
إحدى معلمات الشكل الأساسية التي تم إنشاؤها بواسطة Bettersizer S3 Plus هي الدائرية. كلما كان الجسيم كرويًا، كلما اقتربت دائرته من 1. كلما زاد استطالة الجسيم، انخفضت دائرته. كانت جميع معلمات الشكل المختارة قادرة على تقديم معلومات حول مورفولوجيا الجسيمات الكاشطة. وبالتالي، أتاحت القياسات من Bettersizer S3 Plus طريقة أكثر دقة لتوصيف أشكال الجسيمات المختلفة، والاختلافات في الشكل بين المنتجات المتشابهة.
وأخيرًا، تم خلط عينة جديدة من عينات دقيقة ومتوسطة وخشنة لأغراض العرض التوضيحي. يظهر توزيع حجم الجسيمات لأربع عينات بما في ذلك المزيج في الشكل 3. يشير تحليل هذا الخليط إلى وجود المواد الأصلية الثلاث كما هو متوقع، وبالتالي تم التحقق من القدرة العالية الدقة لتقنية الخلط أيضًا.
الشكل 3. مقارنة توزيع أحجام الجسيمات للمساحيق الكاشطة الناعمة والمتوسطة والخشنة والمخلوطة
الخلاصة
لقد أثبتت الدراسة أن جهاز Bettersizer S3 Plus قادر على توصيف حجم وشكل المواد الكاشطة في وقت واحد وتوفير معلومات أكثر بكثير من أجهزة تحليل حيود الليزر التقليدية.
