用激光衍射和动态图像分析表征磨料

为了切割,研磨和抛光更柔软的材料,通常使用研磨剂。欧洲杯足球竞彩它是天然的或合成矿物质,其自由地塑造或完成工件到预先定义的规格。

磨料材料通常来自矿山或合成欧洲杯足球竞彩生产。天然挖掘的研磨剂包括刚玉,金刚石,砂岩,石榴石和石英。合成磨料包括氧化铝,氮化硼,碳化硼,碳化硅和合成金刚石。

通常,磨料材料是合成而不是天然的工业应用,以确保欧洲杯足球竞彩其性质的供应和一致性。钻石自然发生,但通常它是在工业生产的。同样,刚玉也是天然存在的,但今天更基本地由铝土矿制造。

通过通过摩擦和摩擦形成表面的能力,磨料用于广泛的国内,工业和技术应用,生产磨料材料的粒度和形状的巨大变化。欧洲杯足球竞彩

磨料应用于许多情景,从砂纸中,木工用来使木材更加光滑,以便为汽车提供高成本闪亮的磨损抛光剂。

即使在牙膏中发现的磨料,清洁和抛光的牙齿也必须足够粗糙,但在一段时间内不会腐蚀:更敏感的牙齿需要更少的磨损程度。

磨料的特征

制备所有磨料以除去材料,并且在为特定应用中选择一个时,您需要考虑具体所需的特性。欧洲杯足球竞彩

有许多因素可大大影响磨料材料的行为,包括颗粒的尺寸,形状,硬度和自锐化能力。欧洲杯猜球平台硬度由莫赫,维氏或膝标度的值确定,这将识别在测量时可以识别哪些材料可以划伤。

磨料必须比正在工作的材料更难。钻石被认为是最硬的材料,并且具有10的值,这是MoHS硬度规模的最大值。在这种规模上,大多数矿物质被评为七个或更高。

什么时候磨料在砂轮加工中,自锐元件是关键。

表格1。几种常见磨料材料的MoHS硬度值。欧洲杯足球竞彩资料来源:Bettersize Instruments Ltd

磨料材料欧洲杯足球竞彩 钻石 石榴石 刚玉 碳化硅 氧化锆
莫赫斯 10. 7-8 9. 9 - 9.5 7.5

磨料自锐化行为图。

图1。磨料自锐化行为图。图片来信:Bettersize Instruments Ltd

这是因为当磨粒最终在研磨后钝化时,研磨的力增加,并且这种磨削力的增加会导致磨料颗粒的分裂,此时新的角颗粒出来,使得磨削材料恢复欧洲杯猜球平台它的锐利。

通常,一流的研磨材料提供最佳的耐磨性,但在明显的钝化发生之前,劈裂,从而保持库存清除和精加工的要求。

粒度是与磨料产品性能相关的最重要的参数之一。取决于应用,磨料可分为或压碎于特定尺寸,通常在10μm至2mm之间。

历史筛网,由精确尺寸的金属螺纹和每平方英寸数的金属螺纹精心制成,用于测量磨料。在每个筛子中,砂砾数表示每线性英寸的开口数量来分类粒度。

然而,它们只测量第二个最长尺寸,这适用于颗粒在球形附近的沉闷阶段,但如果您的理想磨料不规则,则不是。

选择具有合适尺寸等级的最佳材料将使用户可以实现专业导致的整理和制造,无论是使用金属,木材或塑料应用。

下表展示了应用过程的每个阶段的标准砂砾等级。等级与砂砾尺寸相反。因此,细磨料占较高的等级。

虽然没有单一磨料可以在每个应用中工作,但如表2所示,有许多等级和类型的研磨剂,从中选择最适合的磨料以满足应用标准。此外,手头有不同的标准来分类磨料的尺寸范围。

表2。典型的砂砾级磨料用于每个阶段的应用。资料来源:Bettersize Instruments Ltd

典型的砂砾等级施加施加的每个阶段

最常用的标准之一是FEPA分级系统,这是欧洲砂砾尺寸的标准。世界各地还有几种其他分级系统,包括来自美国的涂层磨料系统,称为CAMI和F220Japanese标准 - JIS,美国系统ANSI和。所有FEPA砂砾尺寸在字母的情况下,'例如',F220。

通常,使用筛和沉降的技术已经应用于表征磨料颗粒的尺寸。欧洲杯猜球平台磨料分为两类:宏观栅格预测屏幕尺寸F4至F220;和微粒于沉淀物(F230至F2000)。

除了粒度之外,颗粒形状是磨料材料的另一个关键性能因子。

在此之前,为了保持对粉末质量的控制,研磨粉在经过粒径测量系统的分析后被交付到不同的最终用途。

仅限尺寸系统将在假设粒子是圆形的假设下显示大小。欧洲杯猜球平台它们不传达形状信息,但仅提供球形等同物,其仅适用于低纵横比粉末。

这不是适当的应用,其中颗粒的形状立即与其性能相关联。欧洲杯猜球平台图2和3显示氧化锆的SEM图像,常用的磨料,具有锋利的边缘。

具有锋利边缘的常见磨料(氧化锆)的SEM图像。

图2和3。具有锋利边缘的常见磨料(氧化锆)的SEM图像。图片来信:Bettersize Instruments Ltd

研磨剂的形状可以变化,并且可以是球形的,块状,半圆形或角度。当由于其锋利的边缘消除粘附的材料或从基板污染时,角磨料确保最快的清洁速率。

这些硬,角磨料的锋利边缘在锚固轮廓中产生陡峭的峰和谷,从而扩大表面区域并为涂层的机械键合提供异常的涂抹。

这些尖锐的边缘只能在SEM图像中看到动态图像分析(直径)但不是通过筛分,沉淀或传统的激光衍射分析。

如果这些颗粒全部光滑欧洲杯猜球平台且圆形,则去除性能不足。

缺乏切削刃的圆欧洲杯猜球平台形颗粒通常用于敲击表面,而具有锋利边缘的颗粒通过减少与工件接触的表面积来消除表面材料,并随后增强局部接触压力。

测量技术

筛分分析是磨料的常规测量方法,其抑制其能力测量非常小的尺寸并倾向于形状偏压。目前激光衍射越来越受欢迎作为测量技术。

这是由于其覆盖几乎所有磨料尺寸范围的能力,特别是在微砂砾范围内。Bettersizer S3 Plus可以测量微粒和宏栅格的精确粒度。

更多,由于两种技术的组合 - 激光衍射和动态图像分析,Bettersizer S3 Plus测量系统的尺寸范围为0.01至3500μm。图4显示了建立了Bettersizer S3 Plus的激光衍射和动态图像分析的组合技术。

Bettersizer S3 Plus的组合技术的示意图。

图4。Bettersizer S3 Plus的组合技术的示意图。图片来信:Bettersize Instruments Ltd

Bettersizer S3 Plus不仅仅是激光衍射粒度分析仪,而且还具有捕获测量样品的图像的能力,因为它配有两个高速CCD摄像机(0.5倍和10倍倍率)。

在整个测量过程中,散射在培养基中的颗粒通过两个测量采样细胞进料。欧洲杯猜球平台在第一采样电池中,短波激光(532nm)通过样品泵送并根据粒度分散,从而促进将极小颗粒的测量降至10nm。欧洲杯猜球平台

虽然发生该过程,CCD相机通过第二采样单元拍摄图片,以提供2至3500μm范围内的颗粒的图像分析,毫不费力地覆盖宏观砂砾尺寸范围。欧洲杯猜球平台

粒度分布测量的两种技术,激光衍射和动态图像分析具有不同的特征和益处。

激光衍射在测量宽分布样品和小颗粒方面具有​​明显的优点。欧洲杯猜球平台由于粒度高于1mm的粒度,因此这些大颗粒的精确定量测量可能会变得可疑。欧洲杯猜球平台

当发现大颗粒的数量处于痕量或低量时,在统计上没有足够欧洲杯猜球平台的粒子可以提供可靠的结果。除了测量所有粒子作为等效球体,这是激光衍射技术的唯一欧洲杯猜球平台其他缺点。

这是Bettersizer S3 Plus进入自己的位置,因为它不依赖于激光衍射以记录少量大粒子,并且通过动态图像分析来鉴定其所有各种尺寸的形状。欧洲杯猜球平台

动态图像分析可以计算形态值以及有能力清楚地看到和测量每个粒子的参数。

对于大颗粒,除了尺寸和欧洲杯猜球平台形貌之外,可以提供绝对数量的颗粒,因此测量大颗粒时的测试精度非常高。

由于颗粒的尺寸因分辨率的限制和CCD摄像机的当前容量而减小,动态图像分析的精度减小。

因此,Bettersizer S3 Plus创新性地融合了这两种技术的优点,可以测量整个尺寸范围到10纳米微米,并可以测量到2微米的形状。

通过将两种方法组合成一个覆盖宽尺寸范围的系统和测量形状的确定,可以实现增强的测量精度的总优点。

全面提供尺寸和形状信息

下面的例子通过利用通过并发动态图像分析来表现出磨料的表征的研究。

Bettersizer S3 Plus测量了三种刚玉研磨粉样品——细、中、粗——来表征颗粒的大小和形状。它已经证明了这些粉末的大小如何变化以及它们的形状参数如何对比。

如图5所示,磨料粉末样品的三种不同粗砂的后表征,粒度的结果以正确的预期顺序排列。

粒径累积体积曲线精细,介质,粗刚芯粉末使用组合技术。

图5。粒径累积体积曲线精细,介质,粗刚芯粉末使用组合技术。图片来信:Bettersize Instruments Ltd

可以推测较粗的颗粒将具有更大的冲击力,因此快速去除材料表面,产生较重的欧洲杯猜球平台质地。

有趣的是,尽管三种磨料的三种磨料的尺寸,它们的圆形度相当均匀,因此验证制造对这些磨料粉末的制造商的研磨过程良好控制。

此外,随着动态图像分析技术基于计数,Bettersizer S3 Plus具有毫不费力地毫不费力地识别多大或过于球形的谷物,或者实际上是观察所有粒子的所有粒子的数量和形状数据参数欧洲杯猜球平台基于分布和许多其他参数。

图6详细展示了Bettersizer S3 Plus捕捉到的一些粗糙磨料粉末的摄像机图像。位于图像上方的数字是用户为每个粒子选择的特定直径(Feret长度或Feret宽度等)。

从粗磨料粉末的各个粒子列表(约500和200μm之间)提取相机图像。

图6。从粗磨料粉末的各个粒子列表(约500和200μm之间)提取相机图像。图片来信:Bettersize Instruments Ltd

尺寸分布具有显着兴趣,但由于磨料颗粒不是球形的,因此单尺寸测量不合适,并且如表4所示,长度和宽度就像圆形一样。欧洲杯猜球平台

表3。图5所示为表征磨料的关键参数。资料来源:Bettersize Instruments Ltd

样本 D10(μm) D50(μm) D90(μm) 宽高比
磨料粉末 7.837 14.5 25.43 1.502 0.857
中型磨粉 95.82. 143.3 203.3 1.489 0.860.
粗磨料粉末 311.4 439.3. 618.8 1.522 0.861

表4。粗磨料粉末中含有的一些大颗粒的临界形状参数。欧洲杯猜球平台资料来源:Bettersize Instruments Ltd

图像
长度(μm) 594.3 421.3. 412.3. 586.3.
宽度(μm) 423.8 359.6 350.6 306.3.
直径(μm) 423.8 359.6 350.6 306.3.
0.808 0.841 0.855 0.782
凸性 0.930 0.944 0.948 0.940
宽高比 1.402 1.172 1.176 1.916

Bettersizer S3 Plus产生的主要形状参数之一是圆形度。颗粒越多,其圆形接近越近的颗粒。颗粒越拉出,其圆形度降低。

所有选择的形状参数都能够提供与磨料形貌有关的数据。Bettersizer S3 Plus的测量可以更精确地描述不同的颗粒形状,以及识别其他相同产品之间的形状差异。

最后,为了说明目的,从细,中等和粗样品的混合物中产生新的样品。图7中显示了四个样本的粒度分布,包括混合物。

粒度分布细,培养基,粗和混合磨料粉末的比较。

图7。粒度分布细,培养基,粗和混合磨料粉末的比较。图片来信:Bettersize Instruments Ltd

对该混合物的分析表示预期的三种原始材料的存在,因此,还确认了组合技术的高分辨率容量。欧洲杯足球竞彩

在细粉中识别粒径过大的颗粒欧洲杯猜球平台

利用新颖的组合技术,Bettersizer S3 Plus具有对粒子尺寸和形状进行详细的统计分析的能力,以及允许用户看到任何可能在外部规格外部的大粒子。

进行了由磨料制造商提供的非规范粉末产品的评价,结果显示在图8中。开始,另一个国际品牌的众所周知的激光衍射分析仪用于测量该磨料的粒度分布产品。

不同测量方法的粒度分布比较。

图8。不同测量方法的粒度分布比较。图片来信:Bettersize Instruments Ltd

结果验证存在大约1μm的小颗粒,从而证明磨料的过度研磨。欧洲杯猜球平台

接下来,使用Bettersizer S3 Plus用于仅利用激光衍射方法评估磨料粉末:在图8中示出了约14μm的主峰值和1至2μm的小峰。

由于双镜头和倾斜入射光系统(DLOIOS)特征,Bettersizer S3 Plus的激光衍射方法对小颗粒的检测非常敏感。欧洲杯猜球平台

最后,利用Bettersizer S3加的组合技术(激光衍射和动态图像分析)评价磨料粉末。有趣的是,在120μm的主峰旁边有一个额外的小峰,如图8所示。

总体结果表明,这种细粉中存在有害的超细颗粒和大颗粒。欧洲杯猜球平台为了验证大颗粒(地下)的存在,获取了大颗粒图像,如表5所示。欧洲杯猜球平台

表5。外尺寸磨料产品中存在的图像和直径。欧洲杯猜球平台资料来源:Bettersize Instruments Ltd

图像
直径(μm) 124.1. 120.0 116.6
图像
直径(μm) 105.0 90.00 84.59

这证明在这种非规范磨料中,存在不需要的大颗粒。欧洲杯猜球平台这决定了磨料粉末由于含有超细颗粒的存在而且产生过度粗颗粒的颗粒而不是制造商的规格。欧洲杯猜球平台

这一实验表明,Bettersizer S3 Plus设计新颖,比传统静态光散射器件在粗范围内精度更高,可以快速识别出不合格产品。

结论

单独的尺寸不足以保证磨料的一致性,并且在磨料行业方面是众所周知的,粒子的形状是控制的同样重要的参数。欧洲杯猜球平台

随着Bettersizer S3 Plus.采用激光衍射和动态图像分析相结合的技术,可以测量各种磨粉的尺寸和形状。

在第一实验中,综合地示出了相对于不同非球形磨料粉末的尺寸和形状的关键数据。在第二实验中,对不同的非球形磨料粉末至关重要的尺寸和形状信息是广泛的。

此外,在第二次实验中,由于组合技术的广泛测量范围和异常灵敏度的成功,在异常磨料中检测到了超细颗粒和过粗颗粒的存在。欧洲杯猜球平台

Bettersizer S3 Plus已经证明了其同时表征磨料的大小和形状的能力,并提供比传统激光衍射分析仪更多的信息。

其能够识别少量超大的砂砾粒子(来自QC视角的关键因素)将其与基于标准激光的粒度尺寸系统的能力分开。欧洲杯猜球平台

Bettersizer S3 Plus的动态图像分析技术可以在良好的产品存在下检测少量砂砾,其中其他系统掉落短。这使其成为21世纪磨料行业的宝贵工具。

此信息已采购,审查和调整Bettersize Instruments Ltd.提供的材料欧洲杯足球竞彩

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    Bettersize Instruments Ltd ..(2021,402)。用激光衍射和动态图像分析表征磨料。AZoM。从6月24日,2021年6月24日从//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=20191中检索。

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    Bettersize Instruments Ltd .. 2021。用激光衍射和动态图像分析表征磨料。Azom,浏览2021年6月24日,//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=20191。

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