Um abrasivo é um material usado para cortar, lixar e polir outros materiais mais macios. Com a capacidade de reduzir uma superfície por meio de atrito e fricção, os abrasivos são utilizados em uma ampla gama de aplicações domésticas, industriais e tecnológicas, dando origem a uma grande variação no tamanho e na forma das partículas dos materiais abrasivos. Os abrasivos são usados em todas as facetas da vida, desde a lixa que um carpinteiro usa para deixar a madeira mais lisa até os polidores abrasivos que fazem um acabamento brilhante e caro em um carro.
O exemplo abaixo mostra um estudo sobre a caracterização de abrasivos usando a medição de difração a laser com análise de imagem dinâmica simultânea.
Três amostras de pó abrasivo de corindo, fino, médio e grosso, foram medidas pelo Bettersizer S3 Plus para caracterizar o tamanho e a forma das partículas. Aqui demonstramos como esses pós diferem em tamanho e como se comparam em seus parâmetros de forma.
Figura 1. Curvas de volume cumulativo de tamanho de partícula de pós de corindo finos, médios e grossos usando a técnica de combinação
Tabela 1. Parâmetros críticos para caracterizar os pós abrasivos na figura 4
Conforme mostrado na Figura 1, após a caracterização de três grãos diferentes de amostras de pó abrasivo, os resultados de tamanho de partícula são classificados na ordem correta, como seria de se esperar. Pode-se prever que as partículas mais grossas terão uma força de impacto maior e, portanto, removerão a superfície do material mais rapidamente, produzindo uma textura mais pesada.
É interessante notar que, apesar dos diferentes tamanhos dos três pós abrasivos, sua circularidade é significativamente uniforme, conforme mostrado na Tabela 1, confirmando assim que o processo de moagem do fabricante para esses pós abrasivos está muito bem sob controle.
Além disso, com a técnica de análise de imagem dinâmica baseada em contagem, o Bettersizer S3 Plus é capaz de identificar facilmente grãos muito grandes ou muito esféricos individualmente ou, de fato, visualizando todos os parâmetros de dados de tamanho e forma de todas as partículas, criando uma distribuição baseada em números e vários outros parâmetros. A Figura 2 mostra várias imagens de câmera de um pó abrasivo grosso capturadas pelo Bettersizer S3 Plus em detalhes. O número mostrado acima da imagem é o diâmetro específico selecionado pelo usuário (largura de Feret ou comprimento de Feret etc.) para cada partícula.
Figura 2. Imagens da câmera extraídas da lista de partículas individuais de um pó abrasivo grosso (entre 500 e 200 µm)
Tabela 2. Parâmetros críticos de forma de algumas partículas grandes contidas em um pó abrasivo grosso
A distribuição de tamanho é de interesse primário, mas uma única medição de tamanho não é adequada, pois as partículas abrasivas não são redondas e, conforme mostrado na Tabela 2, são necessários o comprimento e a largura, bem como a circularidade.
Um dos principais parâmetros de forma gerados pelo Bettersizer S3 Plus é a circularidade. Quanto mais esférica a partícula, mais sua circularidade se aproxima de 1. Quanto mais alongada for a partícula, menor será sua circularidade. Todos os parâmetros de forma selecionados foram capazes de fornecer informações sobre a morfologia do abrasivo. Assim, as medições do Bettersizer S3 Plus possibilitaram uma maneira mais precisa de caracterizar diferentes formatos de partículas e diferenças de formato entre produtos similares.
Por fim, uma nova amostra foi misturada a partir de amostras finas, médias e grossas para fins de demonstração. A distribuição do tamanho das partículas de quatro amostras, incluindo a mistura, é mostrada na Figura 3. A análise dessa mistura indica a presença dos três materiais originais, como era de se esperar, e, consequentemente, o recurso de alta resolução da técnica de combinação também é verificado.
Figura 3. Comparação da distribuição de tamanho de partícula de pós abrasivos finos, médios, grossos e mistos
Conclusão
O estudo demonstrou que o Bettersizer S3 Plus é capaz de caracterizar o tamanho e a forma dos abrasivos simultaneamente e fornecer muito mais informações do que os analisadores de difração a laser convencionais.
