粒度和粒度分布 - 使用Mastersizer 3000的陶瓷铸造滑动的测量和建模

现代陶瓷组件的生产通常涉及两个独立的处理阶段。首先，将粉末状陶瓷分散在液体中，然后压实以形成所需的成分形状或“绿色体”。

然后将绿色体加热到陶瓷材料的熔点下方。在这种温度下发生烧结，导致绿色体内的颗粒粘合在一起（图1）。欧洲杯猜球平台此过程创建了机械强大的组件。

图1。在烧结过程中观察到的微观结构变化。左侧的显微照片显示了陶瓷绿体内的分散颗粒。欧洲杯猜球平台在右侧，为相同的材料显示了烧结后的结构。在这里，谷物已经成长为形成一个互锁网络。

粒度和粒度分布的重要性

稳健的陶瓷成分的产生高度取决于粉末状陶瓷的物理特性及其在绿色体形成过程中的分散方式。最重要的质量控制参数之一是陶瓷粒径和尺寸分布。粒径可以帮助定义在烧结过程中达到全密度所需的时间和温度，由于其高表面积，较细的颗粒需要更短的烧结时间。欧洲杯猜球平台

在烧结之前，在绿色体中观察到的粒度和孔径之间也存在直接关系。大颗粒倾向于挤欧洲杯猜球平台压效率低下，导致形成大孔，这些孔在烧结过程中持续存在，从而增加了组件故障的可能性。

但是，可以通过使用具有较小颗粒尺寸的粉末或使用多分散大小分布来控制孔的形成，其中粉末中的细颗粒填充了较大颗粒之间的空隙。欧洲杯猜球平台最后，必须避免使用大的团聚物的存在，因为它们在烧结过程中会导致缺陷形成，因为聚集的颗粒比散布良好的颗粒更快地生长。欧洲杯猜球平台

同样，这降低了陶瓷成分的强度。因此，可靠的粒度分析是陶瓷成分开发和生产控制的一部分的重要要求。

测量陶瓷SiZE分布

许多不同的技术已用于验证陶瓷粉末的粒度分布。在这些中，激光衍射技术Mastersizer 3000，由于易用性和快速分析时间，提供了独特的优势。

Mastersizer 3000覆盖的动态范围非常宽（0.02 - 2000微米），可以轻松地在单个测量中检测到散布良好的颗粒和聚集物。欧洲杯猜球平台激光衍射是一种基于体积的技术，即它报告具有给定粒径的颗粒体积。欧洲杯猜球平台

这使得该技术对大颗粒的存在极为敏感，因为它们可能以少量粉末形式存在，但与较细的颗粒相比，它们包含大量材料（一个100mm粒子包含与100万1 欧洲杯猜球平台micron相同的体积颗欧洲杯猜球平台粒，因此在衍射系统中产生相同的响应）。这使得该技术是监测陶瓷滑动中分散状态的理想选择。

测量灵敏度

重要的是，用于测量陶瓷粒度分布的任何技术都对存在或大颗粒或团聚物敏感。欧洲杯猜球平台ISO13320-1是激光衍射测量的国际标准，表明可以通过确定系统如何在存在另一种材料的情况下添加少量一种材料来测试该技术的敏感性。

该测试已在下面进行了相对粗糙的陶瓷产品（图2）。该材料的粒径由小于1％的测量变异性确定 - 这种低变异性显示了Mastersizer 3000系统的鲁棒性，并且很重要，因为它定义了检测任何“问题”颗粒的实验限制。欧洲杯猜球平台通过播种陶瓷粉末少量较大的较大颗粒，确定了系统在分布的粗末端检测材料体积的微小变化的能力。欧洲杯猜球平台

图2。陶瓷粒径分布。

建模集聚

通过添加已知的粗粒子分数（粒径> 90 µm）来确定Mastersizer 3000跟踪陶瓷粉末团聚的能力。图2显示了由Mastersizer 3000在添加粗材料期间。可以看出，在最低浓度（重量为1％）处检测到粗分数的存在。

图3。p陶瓷粉末中记录的文章尺寸分布，用粗（> 90µm）颗粒记录。欧洲杯猜球平台

大粒子检测

通过向粉末中添加知识量的225µm玻璃珠来进行进一步的测试，以建模过度尺寸的，不足的材料的存在。Mastersizer 3000报告的粒度分布如图4所示。

图4。p用粗糙的225µm玻璃珠的陶瓷粉末播种期间记录的文章尺寸分布。

再次，Mastersizer 3000检测到最低浓度的大颗粒的存在。欧洲杯猜球平台这些结果表明该仪器能够准确跟踪涂料材料的浓度。

结论

陶瓷粉末粒度分布的准确测量对于现代陶瓷成分的生产很重要。事实证明，Mastersizer 3000对测试的陶瓷粉末中的超大颗粒的存在非常敏感。欧洲杯猜球平台在此处描述的实验中使欧洲杯足球竞彩用的最低浓度检测到了超大材料。

因此，该技术代表了确定陶瓷粉末团聚的粒径和状态的宝贵工具。反过来，这会导致缺陷的形成减少，从而使陶瓷成分的产生更加一致。

致谢

非常感谢宾夕法尼亚州立大学的Jim Adair教授提供了图1所示的显微照片。

此信息已从Malvern Panalytical提供的材料中采购，审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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