Файл: Паничкина, В. В. Методы контроля дисперсности и удельной поверхности металлических порошков.pdf

33

чинает сказываться дифракция света, и прямая пропорциональность между ослаблением света и поверхностью частиц нарушается, В ра­ боте /167 приведена зависимость Zg J^/ J от диаметра порошинок.

Для определения содержания в порошке фракций порошка, в том чис­ ле и мтфонных, автор предлагает пользоваться величиной поглощен­

ментадионные анализы дают очень хорошее согласие с весовой седи­ ментацией.

Среди разных конструкций фотоседиментометров нужно отметить прибор типа ФЭК, разработанный во ВНИИ абразивов и шлифования (Ленинград). В нем предусмотрен ступенчатый подъем фотоэлемен­

718/ и в Институте проблем материаловедения АН УССР 7197, фотометрирование суспензии по высоте происходит плавно. В первом случае регистрирующая часть представляет собой фотометр, рабо­ тающий на модулированном излучении. Демодуляция сигнала осу­ ществляется синхронным детектором. Такая, конструкция позволяет работать у прибора без светозащитного колпака.- Аналогичной конст­ рукции автоматический фотоседиментометр типа АФ.С, спроектирован­ ный в Пензенском инженерно-строительном институте.

6, Седиментаціи в центробежном поле

Для твердых частиц, оседающих в центробежном поле, форму­ ла Стокса преобразуется в

34

Уравнение (1.23) имеет те же ограничения, что и уравнение Стокса. В дальнейшем делается предположение, что эффект ускоре­ ния частиц из-за увеличения интенсивности центробежного поля по мере удаления от центра может быть неучтеи /2Q7.

Интегрирование уравнения (1,23) при постоянном А дает

гае #{Сг) „ расстояние по радиусу от центра вращения до точки, в ко­ торой сферическая частица размером с будет находиться через время ( , если она начала двигаться от /} , расстояния по радиусу от мениска жидкости до центра вращения (рис. 12). Если 3 - рассто­ яние от мениска до наблюдаемой плоскости, то

Рис, 12, Диаграмма расположения радиусов по уравнению (1,24),

35

Концентрация С( f",-t) частиц размером г на любом расстоянии Р от центра вращения через время центрифугирования Р будет рав­

если частицы этого радиуса имели скорость оседания, равную В соответствии с этим выражением концентрация твердого вещества

уменьшается со временем; отсюда следует, что определенное коли­ чество частиц, первоначально содержавшихся внутри кольца с внут-' ренним радиусом и наружным радиусом р > будут распрост­ раняться на все большую площадь по мере увеличения времени осе­ дания. В любой данный момент времени é концентрация этих частиц на расстояниях, больших к также будет равна £(/-, ■&) при условии, если точка наблюдения не расположена близко к стенке центрифуги. Для цилиндрических центрифуг, вращающихся вокруг вертикальной осі величина 2 в уравнении (1,26) должна быть исключена, так как час­ тицы будут оседать через постоянную площадь поперечного сечения. Общая концентрация С О ) всех частиц разных размеров на раСстояг

а

где с(С0~ начальная концентрация твердого вещества в пределах раз­ меров от /• до Л'+лѴ’ и диаметр самой большой частицы в р через к . Функция распределения частиц может быть представлена

из уравнения (1,27) rMato

твердого вещества на определенном уравне в центрифуге с распреде­ лением частиц по размерам. Функция распределения f'( X ) может быть вычислена с помощью уравнения (1,28),

Приводим описание центробежного фотоседиментометра и мето­ дики проведения анализа, разработанных в Витебском технологичес­ ком институте легкой промышленности, /197, Внешний вид прибора и кюветы приведены на рис, 13 и 14. Прибор устроен следующим образом (рис. 15).! Свет от осветителя 4, питаемого от источника стабилизированного напряжения 3, формируется оптической систе­ мой 5 в тонкий параллельный пучок, который проходит через проз­ рачную роторную кювету с исследуемой суспензией и попадает на фотоэлемент 6, Фототек, пропорциональш.'П световому потоку, уси­ ливается усилителем 7 и регистрируется самопишущим прибором 8.

36

Рис, 13, Фотоседимеитограф,

37

Рис, 14, Кювета фотоседңментографа,

38

Рис, 15. Схема фотос диментографа.

Кожух 9 предохраняет фотоэлемент от воздействия посторонних ис­ точников света.

Анализ осуществляется следующим образом. Во вращающуюся на горизонтальной оси электродвигателя 2 полную роторную кювету 1, изготовленную из прочного, прозрачного для световых лучей мате­ риала, через верхнее окно заливают некоторое количество седиментадионной жидкости (обычно воды). Вследствие действия центро­ бежных сил свободная поверхность жидкости устанавливается при достаточно большой скорости вращения практически горизонтально на определенном расстоянии от оси вращения „ Затем через верх­ нее окно кюветы вводят небольшое количество суспензии, содержа­ щей исследуемый полидисперсный. материал, который благодаря вра­ щению распределяется по поверхности седиментационной жидкости в слое, толщина которого мала по сравнению с расстояниями и от оси вращения и до уровня измерения.

Под действием центробежных сил происходит седиментация частиц исследуемого материала. Благодаря вращению кюветы вокруг горизонтальной оси седиментация частиц при совместном действии центробежного и гравитационного полей происходит в од­ ной и той же плоскости. Это исключает движение частиц по дну - кюветы, к'ак было бы в случае вращения вокруг вертикальной оси. При этом седиментация полидисперсных материалов осуществляет­ ся таким образом, что в зоне регистрации в каждый данный момент находится только одна моноднаперсная фракция.

39

Оптическая плотность суспензии в зоне измерения зависит от концентрации частиц и их размеров и вследствие седиментации неп­ рерывно изменяется, что, в свою очередь, приводит к изменению .

величины фототока, являющейся функцией оптической плотности сус­

40