Силы адгезии и размеры частиц порошковых компонентов
Экспериментально определены силы адгезии частиц неправильной формы порошков бронзы Бр ОС 6-6, никеля электролитического и карбонильного, фторопласта-4ДПТ (ТУ 6-05-041-372-72), 4ДТ, 4ПФТ и фторопласта-40 к плоской поверхности и поверхности частиц фторопласта 4ДПТ, плоской поверхности и поверхности частиц бронзы Бр ОС 6-6.
В опытах для каждой высоты, с которой падала подвижная часть устройства, измеряли размеры наименьших частиц порошков, и определяли средние значения эквивалентных диаметров.
В табл. 4.1 приведены силы и удельные силы адгезии бронзовых частиц к различным поверхностям, определенные условием Fadi = = Foi по зависимостям (4.7) и (4.8).
Близкими к результатам для бронзового порошка получены результаты для порошков никеля.
|
Силы адгезии бронзовых частиц
|
Силы адгезии увеличиваются с увеличением размеров частиц, что связано с увеличением фактической поверхности контактов. Удельная сила адгезии с изменением размеров частиц изменяется в узком интервале. Для практических целей используют среднее значение удельной силы, зависящее от контактирующих материалов и характера контактирующих поверхностей. Силы адгезии к поверхностям частиц больше, чем к плоской поверхности.
Аналогичные зависимости сил адгезии получены для частиц фторопласта к поверхностям бронзы и фторопласта (табл. 4.2) и поверхности никеля (табл. 4.3).
Из сравнения удельных сил адгезии частиц порошков к поверхностям бронзы, никеля и фторопласта видно, что наименьшие значения их относятся к частицам фторопласта, контактирующим с поверхностью фторопласта. Значительно больше они при контактировании с бронзой или никелем. Разница в значениях сил адгезии может быть использована для создания благоприятных условий образования агрегатов смесей при смешивании компонентов. При смешивании частицы фторопласта не будут соединяться между собой, а будут покрываться металлическими частицами, силы адгезии которых к фторопласту больше сил когезии фторопластовых частиц.
Таблица 4.2
|
Силы адгезии частиц фторопласта-4ДПТ
|
|
Таблица 4.3 |
|
Силы адгезии частиц фторопласта к поверхностям никеля
|
Силы адгезии металлических частиц к частицам фторопласта в процессе смешивания увеличиваются в сравнении со свободным нанесением их на поверхность частиц фторопласта (табл. 4.4).
|
Параметры адгезии |
Значение параметров адгезии частиц с эквивалентными диаметрами, мкм |
||||
|
11,6 |
9 |
8,2 |
7,3 |
5,5 |
|
|
Сила адгезии ЕаЛ-, Н 1 п-10 Х 10 |
7,6 |
6,1 |
5,2 |
4,27 |
1,97 |
|
Удельная сила адгезии Ел, Па |
7,19 |
9,59 |
9,86 |
10,2 |
8,3 |
|
Таблица 4.4 |
|
Адгезия бронзовых частиц к поверхности частиц фторопласта после смешивания |
Увеличение сил адгезии при смешивании порошковых компонентов вызывается в основном в результате сближения частиц под действием сил, возникающих при движении порошковых масс в смесителе.
Зависимость сил адгезии от размеров частиц порошков бронзы и фторопласта представлены графическими зависимостями коэффициента гравитации (рис. 4.2 и 4.3). Гравитационный коэффициент (Ки) увеличивается с уменьшением размеров частиц всех порошковых материалов. Большей адгезией обладают частицы к поверхностям разноименных материалов в сравнении с адгезией к поверхностям одноименных материалов (когезией).
Из графических зависимостей гравитационных коэффициентов определяют критические размеры частиц порошковых компонентов, удерживающихся на поверхностях других частиц, при действии на них только сил тяжести. Для этого достаточно продолжить линии соответствующих зависимостей до пересечения с линией соответствующей значению Ки = 1.
Максимальными эквивалентными диаметрами частиц порошков бронзы, железа, меди и никеля, способных удерживаться на поверхностях частиц фторопласта, будут йэ = 12^13 мкм.
|
|
Размеры частиц, мкм
Рис. 4.2. Зависимость гравитационного коэффициента от размеров частиц бронзы:
1 - бронза, плоскость; 2 - фторопласт, плоскость; 3 - бронза, поверхность частиц; 4 - фторопласт, поверхность частиц; 5 - фторопласт, поверхность частиц после смешивания
|
|
Размеры частиц, мкм Рис. 4.3. Зависимость гравитационного коэффициента от размеров частиц
Фторопласта:
1 - фторопласт, плоскость; 2 - бронза, плоскость; 3 - фторопласт, поверхность частиц; 4 - бронза, поверхность частиц
Для частиц фторопласта, способных удерживаться на поверхностях металлических порошков, наибольшими эквивалентными диаметрами являются йэ = 55^60 мкм.
С учетом действия сил на частицы при смешивании сухих порошковых компонентов в механических смесителях критические размеры частиц определены по зависимости (2.7) и экспериментальным значениям удельных сил адгезии частиц (табл. 4.1; 4.2).
Размеры частиц йэ = 72^95 мкм фторопласта и йэ = 12^15 мкм для металлических порошков (медь, бронза, железо, никель) являются критическими. Агрегаты частиц с оболочкой из частиц порошков основы материала могут формироваться при применении порошков основы с размерами частиц, меньшими критических значений.
