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1、談微粉堆積密度能否反映碳化硅微粉的粒度和粒型2011年9月23日-11-內容摘要:本文主要介紹微粉堆積密度是否能反映碳化硅微粉的粒度和粒形,采用數據統(tǒng)計的方法對實驗數據進行了分析,確定了碳化硅堆積密度測量的各個過程,碳化硅粒度值和顆粒的粒形總體對比分析。實驗結果表明:在碳化硅微粉堆積密度檢測能反映單號、CV值較小的碳化硅微粉,對于段粉不能充分的反映和說明碳化硅微粉的粒度和粒形。關鍵詞:綠色碳化硅;堆積密度;粒形;粒度-11-1概述微粉堆積密度指的是微粉在散粒形態(tài)中自然堆積狀態(tài)下單位體積的質量比。自然堆積狀態(tài)的體積含顆粒內部的空隙和顆粒之
2、間的空隙體積。堆積密度是碳化硅微粉的一項重要技術參數,它是指可流動的微粉一摸中特定的方式和途徑流入容器,其質量與體積之比,以g/cm3表示。與粗顆粒磨料堆積密度的測量方法相比,微分堆積密度的測量要復雜的多,這因為微粉的顆粒直徑比較小,當顆粒之間的吸附力、摩擦力與顆粒自重在一個數量級時,顆粒會彼此吸附在一起,形成團聚現象。顆粒直徑越小,團聚現象就會越嚴重。測量其堆積密度時必須將碳化硅微粉顆粒分散開,就要施加一定的外力,當外力大于微粉顆粒之間的吸附力和摩擦力時,微粉顆粒就會分開,外力的產生可通過多種途徑實現,一般采用機械振動的方式。實驗分別
3、是采用雷蒙磨粉機和氣流磨粉機制作出來的各型號微粉。型號主要有GC#1000、GC#1200、GC#1500、GC#2000和GC#1200-1500段粉。雷蒙磨粉機和氣流磨粉機制作出來的碳化硅微粉最主要的區(qū)別就是顆粒的粒型,雷蒙磨粉機制作出來的碳化硅微粉粒型較尖銳,氣流磨粉機制作的碳化硅微粉粒型較圓鈍。1實驗儀器微粉堆積密度的測量儀器示意圖1,型號為DMF-A,鄭州磨料磨具磨削研究所。測量裝置主要由接料部分、振動送料部分、電器控制部分組成。將待測的微粉裝入漏斗,微粉在自身的堆積作用下處于穩(wěn)定狀態(tài)。當電磁振蕩器啟動后,微粉在電磁振動的作用
4、下,沿振動導槽以特定的方式和途徑流入測量筒中。影響測量結果的主要幾何尺寸規(guī)定如下。①出料口的內徑:28mm;②出料口的高度:38mm;③振動導槽長度:210mm④從漏斗的底邊至振動導槽底面的高度:(8±4mm);⑤測量筒容積:(200±0.5)cm3,其容積由64mm內徑與62.2mm高度構成;⑥微粉下落高度:(140±1)mm(-11-從振動導槽底部的上邊沿至測量筒的底部)。1.溢出盤;2.測量筒;3.防護屏;4.支架;5.漏斗;6.振動導槽;7.電磁振蕩器;8.橡皮臺腳圖1微粉堆積密度測量儀示意圖電磁振蕩器的主要作用是將彼此吸附在一
5、起形成結團、聚集的微粉顆粒分散開,并在分散的同時實現微粉顆粒的連續(xù)傳送,其性能直接影響到微粉顆粒的分散效果,對測量結果有很大影響。DMF-A型微粉堆積密度測定儀采用的電磁振蕩器的結構,如圖2所示。圖2 電磁振蕩器的結構圖在圖2中,激勵信號為脈動直流電壓。當脈動直流電壓處于脈沖狀態(tài)時,彈簧板受磁力作用沿弧線向下運動,當脈動直流電壓處于零狀態(tài)時,-11-彈簧板在形變所產生的彈力作用下,沿弧線向上運動并回復到原始狀態(tài),彈簧板的振動隨脈動直流電壓呈3000次/min的周期性變化。彈簧板通過振動的傳播,使振動導槽中的微粉顆粒產生振動。振動導槽中的
6、微粉顆粒受到的振動力可分解為與振動導槽平行的分量和與振動導槽垂直的分量。與振動導槽平行的分量使微粉顆粒沿導槽水平方向移動,與振動導槽垂直的分量使微粉顆粒產生向上的運動,而后又在重力的作用下回到振動導槽上。微粉顆粒的整個運動過程類似于跳躍,這種跳躍給微粉一種擺脫其相互吸附和摩擦的強制作用,從而達到了分散與傳送的雙重效果電磁振蕩器的主要技術參數如下:①動頻率:3000次/min;②振動幅度:0-1.5mm。1碳化硅微粉粒型2.1顆粒形狀的定義顆粒形狀是指一個顆粒的輪廓邊界上各個點所構成的圖像。碳化硅微粉顆粒的形狀的碳化硅微粉的一個重要特征,
7、微粉的顆粒形狀直接影響的碳化硅的流動性,堆積密度,表面氧化等。觀察和研究顆粒的形狀和表面結構,可以采用光學顯微鏡,電子透射顯微鏡和掃描電鏡,對于粗的碳化硅微粉可以用放大鏡或肉眼觀察。微粉顆粒的典型狀態(tài)如圖。圖2-1顆粒的典型狀態(tài)微粉顆粒并不像上述那樣簡單,是各種各樣的形狀,不能籠統(tǒng)的斷言那種形狀最合適,即使是同一種方法生產的粉末也會有不通的顆粒形狀,表1-1中列出了描述顆粒形狀的常用術語。表1-1顆粒形狀的定義-11-針形針形體片狀板狀體多角狀具有清晰邊緣或有粗糙的多面體粒狀具有大致相同量綱的不規(guī)則形狀不規(guī)則狀無任何對稱性的形體球狀圓球
8、形體以多線切割為主要用途的碳化硅微粉以多角狀,不規(guī)則狀,菱形等為最佳,以圓鈍形為最差。3實驗數據及分析3.1實驗方法在進行堆積密度測試之前,首先將待測的微粉樣品置于烘箱中,在110℃的溫度下干燥1小時,然后