Un abrasivo es un material que se utiliza para cortar, esmerilar y pulir otros materiales más blandos. Con la capacidad de reducir una superficie por fricción y frotamiento, los abrasivos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones domésticas, industriales y tecnológicas, lo que da lugar a una gran variación en el tamaño de las partículas y la forma de los materiales abrasivos. Los abrasivos se utilizan en todas las facetas de la vida, desde el papel de lija que usa un carpintero para alisar la madera hasta los pulimentos abrasivos que dan un acabado brillante y caro a un coche.
El siguiente ejemplo muestra un estudio sobre la caracterización de abrasivos mediante la medición de la difracción láser con análisis dinámico simultáneo de imágenes.
Tres muestras de polvo abrasivo de corindón, fino, medio y grueso, se midieron con el Bettersizer S3 Plus para caracterizar tanto el tamaño como la forma de las partículas. Aquí demostramos cómo estos polvos difieren en tamaño así como cómo se comparan en sus parámetros de forma.
Figura 1. Curvas de volumen acumulado por tamaño de partícula Curvas de volumen acumulativo de tamaño de partícula de polvos de corindón fino, medio y grueso utilizando la técnica combinada.
Tabla 1. Parámetros críticos para caracterizar los polvos abrasivos de la figura 4
Como se muestra en la figura 1, tras la caracterización de tres granos diferentes de muestras de polvo abrasivo, los resultados del tamaño de las partículas se clasifican en el orden correcto, como cabría esperar. Se puede predecir que las partículas más gruesas tendrán una mayor fuerza de impacto y, por tanto, eliminarán la superficie del material más rápidamente produciendo una textura más pesada.
Curiosamente, a pesar de los diferentes tamaños de los tres polvos abrasivos, su circularidad es significativamente uniforme, como se muestra en la Tabla 1, lo que confirma que el proceso de molienda del fabricante de estos polvos abrasivos está muy bien controlado.
Además, con la técnica de análisis dinámico de imágenes basada en el recuento, el Bettersizer S3 Plus es capaz de identificar fácilmente los granos demasiado grandes o demasiado esféricos individualmente o, de hecho, visualizando todos los parámetros de datos de tamaño y forma de todas las partículas creando una distribución basada en el número y otros múltiples parámetros. La figura 2 muestra en detalle varias imágenes de cámara de un polvo abrasivo grueso captadas por el Bettersizer S3 Plus. El número que se muestra sobre la imagen es el diámetro concreto seleccionado por el usuario (anchura o longitud de Feret, etc.) para cada partícula.
Figura 2. Imágenes de cámara extraídas de la lista de partículas individuales de un polvo abrasivo grueso (entre 500 y 200 µm aproximadamente)
Tabla 2. Parámetros críticos de forma de algunas partículas grandes contenidas en un polvo abrasivo grueso
La distribución del tamaño es de interés primordial, pero una sola medición del tamaño no es adecuada, ya que las partículas abrasivas no son redondas y, como se muestra en la Tabla 2, se necesitan la longitud y la anchura, así como la circularidad.
Uno de los principales parámetros de forma generados por el Bettersizer S3 Plus es la circularidad. Cuanto más esférica sea la partícula, más se acercará su circularidad a 1. Cuanto más alargada sea la partícula, menor será su circularidad. Todos los parámetros de forma seleccionados pudieron ofrecer información sobre la morfología del abrasivo. Así pues, las mediciones del Bettersizer S3 Plus han permitido caracterizar con mayor precisión las diferentes formas de las partículas y las diferencias de forma entre productos por lo demás similares.
Por último, se mezcló una nueva muestra a partir de muestras finas, medias y gruesas con fines de demostración. En la figura 3 se muestra la distribución granulométrica de cuatro muestras, incluida la mezcla. El análisis de esa mezcla indica la presencia de los tres materiales originales como era de esperar y, en consecuencia, se verifica también la capacidad de alta resolución de la técnica de combinación.
Figura 3. Comparación de la distribución granulométrica de los polvos abrasivos fino, medio, grueso y mezclado
Conclusión
El estudio ha demostrado que el Bettersizer S3 Plus es capaz de caracterizar el tamaño y la forma de los abrasivos simultáneamente y proporcionar mucha más información que los analizadores de difracción láser convencionales.
