Угол естественного откоса порошка

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Сыпучесть — порошок

Сыпучесть порошков является важным свойством, обеспечивающим возможность нанесения их равномерным по толщине слоем. Сыпучесть зависит от внутреннего трения между частицами порошка и определяется по углу естественного откоса. [1]

Сыпучесть порошков может значительно снижаться за счет электризации частиц при перемещении порошка в процессе изготовления, измельчения, псевдоожижения. Величина заряда статического электричества зависит от диэлектрических свойств полимера, размера частиц и состояния их поверхности. [2]

Сыпучесть порошка определяется величиной внутреннего трения между частицами и зависит от размера и формы частиц. [3]

Сыпучесть порошков составляет 45 — 50 сек. Подача порошков такого гранулометрического состава становится неравномерной, а расход значительно увеличивается. В случае резки хромоникелевых сталей наибольшая эффективность процесса достигается при добавлении к железному порошку 10 — 15 вес. Другим подходом к решению проблемы является использование для резки нержавеющих сталей окислов щелочных металлов. Известно, что окислы щелочных металлов с их сильно выраженным основным характером, вступая в прочные механические связи с кремнекислотой и окисью кальция, образуют смеси с низкой температурой плавления. Так, например, силикат натрия N326 2S1O2 имеет температуру плавления около 880 С, а натрие-кальциевый силикат 2Na2O — CaO — 3SiO2 — около 1100 С. [5]

Отсутствие сыпучести порошков затрудняет их нанесение, вынуждает прибегать к модернизации аппаратуры, использованию вибрации и других средств и во многих случаях не позволяет применять те или иные полимеры вообще. Сыпучесть сказывается не только на характере псевдоожижения, но и на качестве получаемых покрытий, их равномерности, декоративности, сплошности. [6]

Требования к сыпучести порошка и плотности после утряски — по п, 2.5, 2.7 ГОСТ 13236 — 73, упаковка двойная по тому же ГОСТу. [7]

Текучесть ( сыпучесть порошков ) определяет качество таблеток, особенно в технологии прямого прессования порошков, поэтому приближенная оценка этого свойства недостаточна. [8]

С целью улучшения сыпучести пластифицированных порошков вводят вторичные добавки — минеральные и органические высокодисперсные вещества: мел, двуокись титана, сажу, а в составы на суспензионном полимере — 4 — 6 % эмульсионного поливинилхлорида. Действие вторичных добавок объясняют двумя факторами [204]: 1) адсорбцией избыточного пластификатора и 2) уменьшением электростатического заряда, возникающего при пластификации порошков. [9]

Твердые пластификаторы не снижают сыпучесть порошка , их легко вводить в композиции. Температура плавления таких пластификаторов должна быть в пределах 50 — 200 СС. Их можно вводить в больших количествах, что дает возможность более широко варьировать физико-механические свойства получаемых покрытий. Однако ограниченная совместимость твердого пластификатора с полимером может значительно осложнить пластификацию композиции. [10]

При вихревом методе необходима хорошая сыпучесть порошка . Из порошка полиэтилена низкого давления, имеющего угол естественного откоса 37, получались высококачественные покрытия, а из полиэтилена, имеющего угол естественного откоса 50, получались покрытия менее качественные, так как на поверхности образовывались комочки, которые необходимо дополнительно оплавлять. [11]

С увеличением содержания газообразователя повышается сыпучесть порошка , уменьшается его способность к комкованию. [13]

Прибор предназначен лишь для сравнения сыпучести порошков . [15]

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Технология изготовления изделий из порошков и пластмасс» для студентов направления подготовки 6.050504 «Сварка» (стр. 4 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

гнас = (G1 – G2)/V, (2.1)

где G1, G2 – соответственно, масса пустого стакана и стакана с порошком, г;

V1 – объем стакана, см3.

Текучесть порошка – это способность перемещаться под действием силы тяжести. Она оценивается временем истечения определённой навески (50 г) через калиброванное отверстие (диаметр 2,5 мм).

Текучесть определяет способность шихты к транспортировке по коммуникациям — трубопроводам и лоткам пресса и особенно важно знать её, если прессование производится на прессе-автомате. Кроме того, текучесть, в основном, определяет скорость и полноту заполнения прессформы, то есть производительность прессования. Плохая текучесть пресспорошка не только тормозит скорость заполнения полости прессформы, но и вызывает неравномерность заполнения. Средняя текучесть шихты должна быть такой, чтобы полость прессформы заполнялась за 1–2 сек.

Текучесть шихты зависит от множества факторов, из которых основными являются: форма частиц; размеры частиц; однородность шихты по размерам частиц; плотность материала частиц; свойства пластификатора (как клеящего вещества).

Наибольшей текучестью обладают частицы шарообразной, эллипсоидальной и других округлых форм, а наименьшей – дендритной, пластинчатой и игольчатой форм. Текучесть зависит от способа получения частиц порошка: осаждением, распылением, восстановлением и т. д.

Зависит текучесть и от длительности хранения. Поэтому текучесть проверяют непосредственно перед прессованием.

Текучесть зависит от множества факторов, учесть и повторить которые практически невозможно. Поэтому величина текучести не нормируется, но Государственный стандарт предусматривает единую методику определения текучести.

По ГОСТ 20899-75 текучесть выражается числом секунд, за которые 50 г порошка вытекают через калиброванное отверстие диаметром 2,5 мм конусной воронки (рис. 3.3). Воронку укрепляют на штативе и устанавливают по уровню на горизонтальном основании, предохраненном от встряхиваний и вибраций. Общую пробу порошка массой около 500 г просушивают и охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры. Затем лабораторную пробу массой 50 г засыпают в воронку, выходное отверстие которой закрывают пальцем. Открывают калиброванное отверстие воронки и одновременно включают секундомер.

Как только последние частицы порошка выпадают из отверстия, секундомер останавливают. Текучесть порошка в секундах определяют по формуле

где t – продолжительность истечения лабораторной пробы порошка, с;

К – корректирующий коэффициент воронки для определения текучести порошка.

Для расчета К сначала устанавливают клеймо воронки С: через воронку переливают отмеренные пипеткой 100 см3 дистиллированной воды, фиксируют необходимое для этого время в секундах; среднее из пяти измерений число секунд считают клеймом воронки, которое должно составлять 25± 2 с. Если С станет меньше 23,0 с, то подобную воронку считают изношенной и непригодной для анализа. Корректирующий коэффициент равен величине 25,3, разделенной на клеймо воронки.

Испытание на текучесть проводят пять раз и берут среднее арифметическое значение. Текучесть порошка обычно уменьшается при увеличении удельной поверхности и шероховатости частиц, так как при этом затрудняется относительное перемещение частиц. Окисление в большинстве случаев повышает текучесть порошка в связи с уменьшением коэффициента трения и сглаживания поверхности частиц. Значительно понижает текучесть порошка его влажность.

Угол естественного откоса. При истечении сыпучего материала на горизонтальную плоскость образуется горка с некоторым углом откоса, соответствующим равновесию частиц. Угол между горизонтальной плоскостью и линией откоса называют углом естественного откоса. Он является наибольшим углом, который может быть образован плоскостью естественного откоса с гори-зонтальной плоскостью, и служит одним из основных показателей подвижности материала. Его величина определяется силами трения, которые зависят от формы, размера частиц и влажности. Увлажнение материала приводит к увеличению угла естественного откоса. В большинстве случаев угол естественного откоса сыпучих материалов не превышает 55—60 °.

Наибольшая подвижность частиц сыпучего материала соот-ветствует минимальному углу естественного откоса, по мере уве-личения этого угла подвижность частиц уменьшается.

Угол естественного откоса необходимо учитывать при опре-делении поперечного сечения ленточного питателя и полезной емкости бункера.

Различают угол естественного откоса материала в покое и в движении на поверхностях транспортирующих устройств. При движении опорная горизонтальная плоскость колеблется, величина угла естественного откоса уменьшается. Таким образом, угол естественного откоса в покое всегда больше угла естественного откоса в движении. Угол естественного откоса обычно определяют с помощью специальных приборов (рис. 2.3).

Рисунок 2.3 — Способы определения угла естественного откоса: А – с помощью убираемой трубы, Б – при свободном истечении из воронки; 1 – гладкая плита, 2 – труба, 3 – порошок, 4 – свободно отсыпанный порошок, – угол естественного откоса

Иногда, если это необходимо, угол естественного откоса с достаточной точностью может быть определен следующим образом: отрезок цилиндрической трубы устанавливают вертикально на горизонтальной плоскости и заполняют испытуемым материалом, затем трубу медленно поднимают. Высыпавшийся материал располагается на плоскости под углом естественного откоса. Угол естественного откоса измеряют универсальным угломером (рис. 2.4).

Рисунок 2.4 – Прибор для определение угла естественного откоса: 1 – стойка, 2 – ёмкость, 3 – универсальный угломер

Угол естественного откоса уменьшается с ростом текучести порошков. Значение угла естественного откоса минимально для порошков со сферической формой частиц.

1. Ознакомиться со стандартами на определение насыпной плотности и текучести порошка.

2. Определить насыпную плотность согласно стандарту ГОСТ 19440-94.

3. Определить угол естественного откоса.

4. Определить текучесть порошка согласно стандарту ГОСТ 20899-75.

8. Оформить отчет по работе.

Отчет о работе должен включать:

2) Краткое изложение теоретических основ работы.

3) Схему установки для определения насыпной плотности, текучести и угла естественного откоса порошка.

4) Результаты определения насыпной плотности, текучести и угла естественного откоса порошка.

1. Что такое технологические свойства порошков?

2. Чем определяются свойства порошков?

3. Что такое насыпная плотность и как она определяется?

4. Что такое текучесть и как она определяется?

5. Как определяется угол естественного откоса?

1. Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения: Справочник / , , и др. — Киев: Наук. думка, 1985. — 624 с.

2. Технология конструкионных материалов и материаловедение: учебное пособие / , , . — Харьков: ХНАДУ, 2014. — 528 с.

Лабораторная работа № 3

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОРОШКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

Цель работы – изучить технологию изготовления изделий из порошков, влияние параметров прессования и спекания на свойства порошковых изделий.

Оборудование, приборы, материалы

1. Гидравлический пресс

2. Дозировочное устройство.

5. Печь лабораторная.

6. Медный порошок.

Теоретические основы работы

Технология изготовления изделия методом порошковой металлургии заключается в получении порошков определённой формы и размеров, приготовлении шихты, формовании, спекании изделия и проведении окончательной термической, химико-термической или механической обработки.

Порошки, полученные механическими или физико-химическими методами, смешивают в определённой пропорции, приготавливают шихту и подвергают формованию.

Структура и свойства порошковых материалов в значительной степени определяются условиями формования изделий. Наиболее широко в практике порошковой металлургии используют метод прессования порошков в стальной пресс — форме (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 — Схема прессования порошков в стальной пресс-форме: а – заполнение полости матрицы порошком; б – прессование; в – выталкивание; 1 – матрица; 2 – нижний пуансон; 3 – изделие; 4 – верхний пуансон; 5 – порошок; 6 – питатель

Процесс прессования порошков в стальной пресс – форме состоит из операций засыпки порошка в полость матрицы (рис. 3.1, а), прессования под действием силы, приложенной к пуансону (рис. 3.1, б), и выталкивания прессовки из матрицы (рис. 3.1, в). При прессовании порошка происходит уменьшение его объема, тогда как при деформировании компактных материалов объем остается постоянным, а изменяются форма и размеры заготовки.

Исследование процесса прессования порошка в стальных пресс-формах показывает, что увеличение плотности с ростом давления прессования происходит неравномерно и состоит из нескольких этапов (рис. 3.2)

Рисунок 3.2 — Идеализированная кривая уплотнения порошка при прессовании в стальной пресс-форме

При засыпке порошка в пресс-форму его частицы располагаются хаотично, образуя при этом так называемые мостики и арки. Плотность засыпанного порошка близка к его насыпной плотности. На первом этапе прессования при низких давлениях происходит бездеформационное перемещение частиц и их более плотная упаковка, что приводит к уменьшению высоты и резкому повышению плотности (рис. 3.2, область 1). При этом частицы, находящиеся в особо благоприятных условиях, перемещаются в близлежащие пустоты с небольшим трением между собой. Скорость их перемещения примерно равна скорости перемещении пуансона. Другие частицы, находящиеся в тесном контакте друг с другом и особенно прилегающие к стенкам матрицы, перемещаются со значительно меньшей скоростью.

Универсальные анализаторы порошков серии PowderPro A1

Автоматический прибор.

Определяемые параметры : насыпная плотность, плотность утряски, угол естественного откоса , дисперсность, уплотняемость, пустотность, однородность, слипание, текучесть

Автоматический универсальный анализатор порошков PowderPro A1 работает по astm d6393-14, представляет собой интегрированное решение для определения различных характеристик сыпучих материалов. Прибор использует технологию распознавания образов и автоматическое управление (включая сенсорный экран и возможность управления со смартфона) для измерения угла естественного откоса и других характеристик порошка. PowderPro A1 представляет собой удобный и универсальный инструмент для исследования порошкообразных материалов.

Автоматическое измерение: изображение фиксируется с помощью CCD-камеры и обрабатывается для получения значений углов и других параметров.

Использование технологии крутящей вибрации обеспечивает ровную и плоскую поверхность при измерении насыпной плотности и плотности утряски

Возможность управления прибором с различных устройств — сенсорного экрана самого прибора, компьютера и смартфона.

Измеряемые величины

Cоосветствие:

ASTM D6393-14 Standard Test Method for Bulk Solids Characterization by Carr Indices,

USP32-NF27 bulk density and tapped density

EP7.0 07/2010:20934 Bulk density and tapped density of powders and ISO 3953 Metallic powders – Determination of tap density

Нормативные документы:

ASTM D6393-14 Standard Test Method for Bulk Solids Characterization by Carr Indices.

EP7.0 07/2010:20934 Bulk density and tapped density of powders.

ISO 3953 Metallic powders – Determination of tap density

USP32-NF27 bulk density and tapped density

Возможно вам будут интересны

Анализаторы насыпной плотности серии BeDensi Т — это специальные приборы, используемые для определения насыпной плотности порошков.

Интегрированное решение для определения различных характеристик сыпучих материалов. Прибор использует технологию распознавания образов и автоматическое управление

Это не автоматическая версия прибора PowderPro A1. Он позволяет производить те же измерения, что и PowderPro A1, но при помощи ручных манипуляций оператора.

Тестеры сыпучести гранулированных материалов GTL, GT, GTB

• Сводка
• Описание типа
• new Поверители 1

Тестеры сыпучести гранулированных материалов GTL, GT, GTB (далее — тестеры) предназначены для измерения угла естественного откоса, времени высыпания и массы порошка при контроле качества продукции в фармацевтической промышленности, медицине и других областях, связанных с необходимостью контроля скорости прохождения порошка при заранее известном его объеме (в соответствии с ЕР) и определения скорости прохождения порошка при заранее известной его массе.

Скачать

Информация по Госреестру

Производитель / Заявитель

Компания «ERWEKA GmbH», Германия

Назначение

Тестеры сыпучести гранулированных материалов GTL, GT, GTB (далее — тестеры) предназначены для измерения угла естественного откоса, времени высыпания и массы порошка при контроле качества продукции в фармацевтической промышленности, медицине и других областях, связанных с необходимостью контроля скорости прохождения порошка при заранее известном его объеме (в соответствии с ЕР) и определения скорости прохождения порошка при заранее известной его массе.

Описание

Принцип работы тестеров заключается в измерении времени просыпания гранулята встроенными часами. В соответствии с ним, порошок проходит через воронку, расположенную на определенном расстоянии над круглой пластиной, на которой формирует гравиметрический конус. Полученный угол между горизонталью и конусом определяется оптическим устройством, а масса образца измеряется на весоизмерительной ячейке, расположенной под пластиной для образца.

Конструктивно тестеры выполнены в виде моноблока, в котором размещены весоизмерительная ячейка, резервуар для порошка, воронка для порошка, оптический датчик для измерения угла естественного откоса материала и встроенные часы. Тестеры оборудованы экраном, результаты измерений представляются в цифровом виде. Данные сохраняются на карту памяти встроенную в прибор.

Тестеры отличаются набором измеряемых параметров и потребляемой мощностью.

Внешний вид тестеров и места нанесения знака утверждения типа приведены на рисунке 1. Пломбирование тестеров не предусмотрено.

Программное обеспечение

Тестеры имеют встроенное программное обеспечение (ПО), разработанное фирмой «ERWEKA GmbH».

Основные функции встроенного ПО: управление процессом измерений, хранение и представление результатов измерений. аблица 1- Идентификационные данные встроенного ПО