СУХОЙ СПОСОБ СИТОВОГО АНАЛИЗА
При сухом способе проба материала предварительно перемешивается и высушивается при 105-110С. Минимальная масса пробы определяется размерами наиболее крупных частиц, например, для частиц размерами 0,1; 0,3; 0,5; 1,0; 3,0; 5-10 мм минимальная масса составляет соответственно 0,015; 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 2,25-18 кг. Пробу высыпают на верхнее сито и весь комплект сит встряхивают 10-30 минут. При просеивании тонкодисперсных материалов, склонных к агрегированию, в нижнее сито помещают резиновые шайбы либо пробки для растирания образовавшихся комков. После просеивания взвешивают на технических весах с точностью до 0,1 г остаток в каждом сите и вычисляют содержание (в % по массе) фракции в исходной пробе.
МОКРЫЙ СПОСОБ СИТОВОГО АНАЛИЗА
Этот способ используют в случаях необходимости очень точного определения гранулометрического состава порошков, растрескивающихся при температурах ниже 105С, а также слипающихся или содержащих большое количество мелкой фракции. Мельчайшие частицы отмывают слабой струей воды до тех пор, пока слив не станет прозрачным. Остаток на сите высушивают, взвешивают и по разности масс находят количество отмытого шлама.
Фракции частиц обозначают номерами сит. Например, если фракция получена последовательным просеиванием материала на ситах № 2 и № 1, фракцию обозначают следующим образом: 2-1 мм. Результаты ситового анализа представляют графически в виде так называемых кривых распределения. Последние подразделяют на дифференциальные (показывающие процентное содержание отдельных фракций) и интегральные (отражающие суммарное процентное содержание всех фракций меньше или больше данного размера).
Зная распределение частиц по их размерам, можно ответить на основные вопросы дисперсионного анализа:
• каковы размеры самой малой и самой большой частицы;
• частиц какого размера больше всего;
• каков фракционный состав системы, т.е. каково процентное содержание данной фракции в системе.
Под фракцией понимается та часть порошка, размер частиц в которой отвечает выбранному интервалу размеров.
Пример. В данном порошке самая маленькая частица имеет
Примем, что частицы радиусы которых не отличаются больше, чем на 0,3
• 1-я фракция - все частицы с радиусом (2,0-2,3);
• 2-я фракция - все частицы с радиусом (2,3-2,6);
• 3-я фракция - все частицы с радиусом (2,6-2,9);
• 4-я фракция - все частицы с радиусом (2,9-3,2);
• 5-я фракция - все частицы с радиусом (3,2-3,5).
СЕДИМЕНТАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ
Седиментационный анализ состоит в экспериментальном получении кривой седиментации, т.е. зависимости массы осадка m дисперсной фазы от времени осаждения t.
С процессом седиментации частиц дисперсной фазы мы уже сталкивались (см. раздел 3.5.1). Вспомним основные закономерности этого процесса.
Если сферическую частицу, радиус которой r и плотность , поместить в жидкость, плотность которой равна , а вязкость , на нее будет действовать сила тяжести (седиментация).
где V - объем частицы, равный
Как только частица станет оседать, возникнет противодействующая сила - сила трения ()
где В - коэффициент трения, a U - скорость оседания.
В начале частица движется ускоренно, так малых скоростях сила тяжести превышает силу По мере увеличения скорости движения сила возрастает и в некоторый момент достигается
Исходя из приведенных выше уравнений
В соответствии с законом Стокса,
Таким образом, скорость седиментации прямо пропорциональна квадрату радиуса частицы. Следовательно, частицы разных размеров оседают с разными скоростями: чем больше частица, тем больше скорость ее оседания.
Если экспериментально определить скорость оседания, можно легко рассчитать радиус частицы:
Так как величины