Абразив - это материал, который используется для резки, шлифовки и полировки других более мягких материалов. Способные уменьшать поверхность за счет трения и истирания, абразивы используются в широком спектре бытовых, промышленных и технологических применений, что приводит к большому разнообразию размеров и форм частиц абразивных материалов. Абразивы находят применение во всех сферах жизни - от наждачной бумаги, которую использует плотник, чтобы сделать дерево более гладким, до абразивных полиролей, которые придают блеск дорогому автомобилю.
В приведенном ниже примере показано исследование по определению характеристик абразивных материалов с помощью измерения лазерной дифракции с одновременным динамическим анализом изображений.
Три образца корундового абразивного порошка, мелкий, средний и крупный, были измерены прибором Bettersizer S3 Plus для определения размера и формы частиц. Здесь мы демонстрируем, как эти порошки различаются по размеру, а также как они отличаются по параметрам формы.
Рисунок 1. Кривые кумулятивного объема частиц мелкого, среднего и крупного корундовых порошков с использованием комбинированного метода
Таблица 1. Критические параметры для характеристики абразивных порошков на рисунке 4
Как показано на рисунке 1, после определения характеристик трех образцов абразивного порошка различной зернистости результаты по размеру частиц располагаются в правильном порядке, как мы и ожидали. Можно предположить, что более крупные частицы будут обладать большей силой удара и, следовательно, быстрее удалять поверхность материала, создавая более плотную текстуру.
Интересно, что, несмотря на разные размеры трех абразивных порошков, их круглость в значительной степени одинакова, как показано в таблице 1, что подтверждает, что процесс измельчения этих абразивных порошков находится под контролем производителя.
Кроме того, благодаря технике динамического анализа изображений, основанной на подсчете, Bettersizer S3 Plus способен легко определить слишком крупные или слишком сферические зерна по отдельности или в целом, просматривая все параметры данных о размере и форме всех частиц, создавая распределение на основе числа и множества других параметров. На рис. 2 показаны несколько изображений крупного абразивного порошка, сделанных камерой Bettersizer S3 Plus. Число, указанное над изображением, - это конкретный диаметр, выбранный пользователем (ширина Feret или длина Feret и т. д.) для каждой частицы.
Рисунок 2. Изображения с камеры, извлеченные из списка отдельных частиц крупного абразивного порошка (от 500 до 200 мкм)
Таблица 2. Критические параметры формы некоторых крупных частиц, содержащихся в крупнозернистом абразивном порошке
Распределение по размерам представляет основной интерес, но одно измерение размера не является достаточным, поскольку абразивные частицы не круглые, и, как показано в таблице 2, необходимы длина и ширина, а также округлость.
Одним из основных параметров формы, определяемых Bettersizer S3 Plus, является округлость. Чем более сферична частица, тем ближе ее округлость к 1. Чем более вытянута частица, тем ниже ее крутизна. Все выбранные параметры формы могут дать информацию о морфологии абразива. Таким образом, измерения с помощью Bettersizer S3 Plus позволили более точно охарактеризовать различные формы частиц и различия в форме между похожими продуктами.
Наконец, для демонстрационных целей был смешан новый образец из мелких, средних и крупных образцов. Гранулометрический состав четырех образцов, включая смесь, показан на рисунке 3. Анализ этой смеси указывает на присутствие трех исходных материалов, как и следовало ожидать, и, следовательно, подтверждается возможность высокого разрешения комбинированного метода.
Рисунок 3. Сравнение гранулометрического состава мелкозернистого, среднезернистого, крупнозернистого и смешанного абразивных порошков
Заключение
Исследование показало, что Bettersizer S3 Plus способен одновременно характеризовать размер и форму абразивов и предоставлять гораздо больше информации, чем обычные лазерные дифракционные анализаторы.
