Файл: Паничкина, В. В. Методы контроля дисперсности и удельной поверхности металлических порошков.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.10.2024
Просмотров: 79
Скачиваний: 0
При применении электронного микррскоца для гранулометри ческого анализа рассматривают "'на просвет" либо сами частицы, либо их угольные реплики.
Поскольку для мелкодисперсных порошков важно разбить об- . разовавшиеся скопления, то можно применить следующий способ дш> пергирования /143/. Одну каплю льняного масла, полимеризованного нагреванием, смешивают с небольшим количеством (0 , 0 1 г) по рошка на стеклянной пластине, растирая смесь стеклянной палоч кой. Для лучшой смачиваемости добавляют несколько капель уайт-
спирита. |
Смесь смывают в пробирку уайт-спиритом и тщательно |
|||
взбалтывают, добавляя перед этим примерно 1 0 |
мл жидкости. |
|||
На поверхность дистиллированной воды, напитой в широкую |
||||
чашку, капают несколько |
капель раствора коллодия в амилацетате |
|||
(концентрация 0,5-1%), |
Образовавшуюся пленку снимают, очищают |
|||
этим поверхность воды и повторяютоперацию, |
На новую, пленку |
|||
наносят |
одну каплю .суспензии порошка. |
Капля растекается, рас |
||
тягивая порошинки по большой площади. |
После |
испарения уайт- |
||
спирита коллодиевую пленку вылавливают на предварительно про каленную проволочную сетку. Сетку с образцом переносят на по верхность чистого уайт-спирита для полного удаления масла, за тем высушивают. После этого вырубают объект для просмотра в микроскопе.
Хорошее диспергирование порошка достигается при ультра звуковой обработке суспензии порошка в жидкорти (например,спир те), налитой в пробирку. Для этого удобно использовать ультра-? звуковой низкочастотный диспергатор типа У2ДН,выпускаемый Сум-? ским заводом электронных микроскопов.
При приготовлении угольных реплик, дозволяющих рассмотреть форму и рельеф поверхности частиц, порошок наносят на чистую Стеклянную пластинку со сдиртом, Дают спирту испариться и на пыляют угольную пленку на пластинку с порошком. Затем острым ркальпелем подрезают края пленкч и разрезают ее на квадраты раз мером примерно 3x3 мм, С одного края осторожно опускают плас тинку в воду. Угольная пленка отрывается QT стеклянной под- . ; ложки и всплывает. При отслаивании от стеклянной подложки пленка захватывает частицы порошка. Их следует растворить пе ред просмотром под микроскопом. Для этого стеклянной'палочкой кусочки пленки переносят в чашку с растворителями (состав растт
водителя зависит от природы порошка), После растворения час- |
; |
тиц пленку промывают несколько раз, переносят ее для этого.на |
і |
поверхность чистой воды, а затем вылавливают на сетку щ суціат |
|
на фильтровальной бумаге,Рекомендуемые растворители для порош |
|
ков разных веществ приведены ниже: |
|
131
Алюминий _. . . |
, |
. концентрированные |
НаОН; А/Н^ОН |
|
|
|||||||
Висмут |
. . . , |
. .горячая |
концентрированная |
H2 S0^ ; Н Н 03 |
і-Н20 ( 1 |
; l)j |
||||||
|
|
|
|
царская |
водка |
|
|
|
|
|
|
|
Вольфрам . . . . |
|
ІН 0 + Н Н О 3 |
(5 :1 ); царская |
водка |
|
|
|
|||||
Вольфрамовый |
|
ftF-h / іА ІО а |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ангидрид , . . . |
|
( 5 : 1 ) |
( 1:1); |
Н250^ (1 :3); |
НН03{1 |
|
||||||
Железо |
|
|
|
разбавленные |
H C Z |
; 1 )• |
||||||
|
|
|
|
5%-ный раствор feCt3 |
|
|
|
|
|
|||
Золото . . . . . . |
|
царская |
водка |
|
|
|
|
|
|
|||
Кобальт . . . . . |
|
разбавленные |
HHÖ3 t |
H2 S O ^ t |
H C Z |
(1:1; |
1:3) |
|
||||
Марганец . . . . . |
разбавленные |
кислоты |
|
|
|
|
|
|||||
Медь . . . . . . |
|
горячие концентрированные H 2 S O ^ |
и НН03 \ |
|
||||||||
|
|
Нf |
+ ННО3 ( 3 : 1 ) ; 15%-ный раствор |
FeCl3 |
|
|
|
|||||
Никель . ' |
. |
. . , |
|
разбавленные H C l , Н Н 0 3 ,H3 S0 /). ( 1 : 3 ) |
|
|
||||||
Нихром . |
. |
. , , |
|
разбавленная |
нсг (1:1) |
|
|
|
|
|
||
'Ниобий . . . . . но Палладий . . . . Н Н 0 3 ; царская водка; горячая концентрированная Нг
Платина . . . . царская водка
Рений . . . . . . |
Нл/Oß ; 'горячая концентрированная |
Hz sO/f |
||
Свинец . . . . . |
концентрированная н2 |
зо^ (>80%), |
разбавленная |
|
Серебро . . . . |
НН0 3 |
( 1 : 1 ) |
|
|
HA/Dj, |
горячая концентрированная Н3 SO 4. |
|||
Т итан ................. |
щелочи, HF |
|
' |
|
Тантал . . . . . |
HF |
|
|
|
Хром . . . . . . |
HCZ , н2 so^ ; горячая |
Н/Ѵ03 |
|
|
Цинк................. |
разбавленная нсі (1:1); НА/03 |
|
||
Цирконий . . . . |
іцелочи, HF |
|
|
|
На рис. 48 приведены электронномикроскопические фотографии, полученные с порошков вольфрама.
При электронномикроскопическом исследовании порошков труд но получить большое число частиц, попадающий одновременно в по ле зрения микроскопа, а следовательно и на фотопластинку. Поэ тому для получения представительных данных необходимо приготавли вать большое число объектов для анализа.
Т |
о ч н о с т ь м и к р о с к о п и ч е с к о г о а н а |
|
л и з а |
плохо поддается расчету, так |
как она зависит от факто |
ров, не определяемых количественно. |
|
|
Основной источник погрешности - |
отклонение формы частиц |
|
от шарообразной или другой геометрически правильной формы. На
практике измерения проводят в одном направлении. Препарат раз бивают на строки и замеряют все частицы подряд. Если частицы ие имеют резко выраженной неравноосности, то при достаточно большом числе измерений получаемые данные будут правильно от ражать истинный характер распределения. Если измерено малое число частиц, то возможны грубые ошибки.
Вопрос о количестве промеряемых частиц, необходимом для обеспечения достаточной точности микроскопического анализа, мо жет быть решен опытным путем. Увеличение числа измеренных частиц ведет к сдвигу максимума распределения в область более тонких фракций. Замедление такого перемещения наблюдается лишь, когда число1 замеров достигает 2000, Число промеров увеличива ется также с расширением интервала дисперсности анализируемой пробы.
Точность' определения выше для фракций, соответствующих мак симуму, и ниже для фракций на границах кривой распределения. Объяснить это можно тем, что чем меньше содержание фракции, тем меньше вероятность попадания частиц этой фракции в каждый отдельно анализируемый препарат и, как следствие этого, тем больше ошибка определения.
Кроме погрешности за счет неправильной формы и недоста точного количества просчитанных частиц, ошибка в анализ вносит ся из-за малости проб,- взятых от большого объема материала, недостаточной резкости контура частиц, особенно при их малых раз мерах й т.п ,. Общая ошибка анализа с учетом указанных факторов оценивается часто в 20% и боле.е. Поэтому при проведении анали за необходимо следить за тщательным отбором и усреднением про- . бы, отсутствием коагуляции частиц при приготовлении объекта, : чистотой предметного стекла и объективов и другими факторами, влияющими на точность проведения анализа.
Более определенно число измерений и ошибку опыта можно подсчитать, если целью анализа является не определение всей кривой распределения частиц по размерам, а только содержание какой-либо одной узкой фракции. С,А,Салтыков /1447 предлагает методику расчета точности линейного микроскопического анализа, которая может быть использована в нашем случае.
Не описывая вывода, мы приведем окончательные формулы расчета.
Абсолютная погрешность анализа определяется по формуле .
(к2)
а необходимое число измеряемых отрезков (частиц)
133
z =k z ( т ) 2 n ( ti?0' n )-> |
(Y-3) |
где /7 - содержание определенной фракции, %; |
/ - нормированное |
отклонение; к - коэффициент, равный 0,65, если |
анализируются бо |
лее или менее равноосные частицы.; Л"=0,35г0,40 - если анализу
подвергнуты сильно вытянутые частицы. |
|
|
|
||||||
|
|
Велиична нормированного отклонения |
связана с |
вероятно |
|||||
стью Р ,! Ниже приведены величины вероятности Р для |
разных |
||||||||
значений нормированного |
отклонения /І447: |
|
|
||||||
|
|
■і |
|
Р |
|
■і |
|
Р |
|
|
0 |
, 1 |
0 |
0,0796 |
1,40 |
0,8384 |
|||
|
0 |
, 2 |
0 |
0,1586 |
1,50 |
0,8664 |
|||
|
0,30 |
0,2358 |
1,60 |
0,8904 |
|||||
|
0,40 |
0,3108 |
1,70 |
0,9108 |
|||||
|
0,50 |
0,3830 |
1,80 |
0,9282 |
|||||
|
0,60 |
0,4514 |
1,90 |
0,9426 |
|||||
|
0,67 |
0,5000 |
2 |
, 0 |
0 |
0,9544 |
|||
|
0,70 |
0,5160 |
2 |
, 2 |
0 |
0,9722 |
|||
" |
0,80 |
0,5762 |
2,40 |
0,9836 |
|||||
|
0 |
, 0 |
0 |
0,6318 |
2,60 |
0f9906 |
|||
|
1 |
, 0 |
0 |
0,6826 |
2,80 |
0,9948 |
|||
|
1 |
, 1 |
0 |
0,7286 |
3,00 |
0,9973 |
|||
|
1 |
, 2 |
0 |
0,7688 |
4,00 |
0,999936 |
|||
|
l k3Q |
0,8064 |
5,00 |
0,899999 |
|||||
Пусть необходимо найти количество частиц, которое надо просчи тать, чтобы найти в порошке фракцию 20-25 мк с точностью +2%. Для этогр необходимо знать, хотя бы приблизительно, содержание фракции; - пусть = 15%; а заданная ошибка +_ 2%. Задаемся степенью вероятности Р, равной 0,8544, Находим значение нор--
134
мированного отклонения іг = 2, Тогда
z - â, '&S2( Y ) 2 15 (70°-15)-- часто,алг,
т.е. для определения |
содержания фракции 20-25 мк с точностью |
2 % при условии, что |
вероятность этой величины соблюдается в |
95,44% случаев, необходимо оперировать не менее чем с 540 час тницами. .
Точность количественного микроскопического анализа будет тем выше, чем большее количество проб исследовано, поскольку в этом случае больше вероятность того, чтодисперсный состав про бы соответствует дисперсному составу порошка. Полагают, что для анализа необходимо приготовление 15-20 препаратов.
Микроскопический оптический анализ порошков может быть применен в широких пределах дисперсности. Верхний предел час то оценивают'размерами частиц 0;3-0,5 мм, что является весьма условной величиной и связано с удобством применения микроскопа. Нижний предел определяется увеличением, достигаемым на исполь зуемом .микроскопе, т.е. его-разрешающей способностью,-
Длк надежного измерения размера нужно, чтобы частица в два-три раза превышала минимально видимое расстояние (часто возникающий ореол вокруг частицы не позволяет точно определить ре очертаніи); только при таких условиях надежно измеряются частицы с минимальным размером 0,9-1 мк.
С помощью иммерсионной оптики можно расширить пределы измерений, частиц. Применяя выпускаемые промышленностью объек
тивы, |
надежно измеряют'частицы размеров 0 ,5 - 0 , 7 |
мк. |
|
■ , |
Микроскопические количественные измерения |
и подсчеты - |
|
кропотливая и утомительная операция. |
Сделаны попытки автома |
||
тизировать этот гіооцесс. Так, еще в |
1931 г, А,А.ГЛаголев пред |
||
ложил несложные клавишные устройства (интеграторы) для ана лиза минералогических объектов /І457» Такой прибор нетрудно собрать из готовых деталей. Подсчет частиц легко проводить, если изображение спроецировано на большом экране. Для этого может быть использован полуавтоматический счетчйк /І40/,
В последние годы разработаны счетчики, в основу работы которых положен принцип сканирования микроструктуры электрон ным лучем. Прибор регистрирует изменения импульсов При пере ходе от одной части шлифа на другую, отличающуюся по яркости. Учитывается как количество импульсов, так и их продолжитель ность, Такая регистрация позволяет определить дисперсный сос тав объекта. На основе принципа сканирования сконструирован а&-
135 ‘