Xaalufka kulaylka ee budada wax-soo-saarka birta wax-ku-darka: Saamaynta socodka socodka, Xirmooyinka Kinetics, iyo Electrostatics

Waxaan isticmaalnaa cookies si aan u wanaajino khibradaada.Markaad sii waddo baadhitaanka boggan, waxaad ogolaatay isticmaalkayada cookies-ka.Xog dheeraad ah.
Wax-soo-saarka wax-soo-saarka (AM) waxay ku lug leedahay abuurista walxaha 3D, hal lakab oo khafiif ah markiiba, taasoo ka dhigaysa mid ka qaalisan hab-samaynta dhaqanka.Si kastaba ha ahaatee, kaliya qayb yar oo ka mid ah budada ayaa lagu alxanayaa qaybta inta lagu jiro habka isu-ururinta.Inta soo hartay ma dami karaan, si dib loo isticmaalo.Taas bedelkeeda, haddii shayga loo abuuray habka qadiimiga ah, waxay badanaa u baahan tahay shiidid iyo makiinado si looga saaro alaabta.
Waxyaabaha budada ah ayaa go'aamiya xuduudaha mashiinka waana in lagu xisaabtamaa meesha ugu horeysa.Qiimaha AM ma noqon doono mid dhaqaale marka loo eego in budada aan dhalaalin ay wasakhaysan tahay oo aan dib loo warshadayn karin.Burburinta budada waxay keentaa laba ifafaale: wax ka beddelka kiimikaad ee alaabta iyo isbeddelka sifooyinka farsamada sida qaab-dhismeedka iyo qaybinta cabbirka qaybta.
Xaaladda ugu horreysa, hawsha ugu muhiimsan waa in la abuuro qaabab adag oo ay ku jiraan alaabo saafi ah, markaa waxaan u baahanahay inaan iska ilaalino wasakheynta budada, tusaale ahaan, oxides ama nitrides.Dhacdada dambe, xuduudahani waxay la xidhiidhaan dareeraha iyo faafinta.Sidaa darteed, isbeddel kasta oo ku yimaada sifooyinka budada waxay u horseedi kartaa qaybinta aan labiska ahayn ee alaabta.
Xogta laga helay daabacaadyadii dhawaa waxay tilmaamaysaa in socodka qadiimiga ah aysan bixin karin macluumaad ku filan oo ku saabsan qaybinta budada AM ee ku salaysan sariirta budada.Marka la eego sifaynta alaabta ceeriin (ama budada), waxaa jira dhowr habab cabbir oo ku habboon suuqa kuwaas oo buuxin kara shuruudahan.Xaaladda walaaca iyo goobta socodka budada waa inay isku mid ahaadaan habka cabbirka iyo habka.Joogitaanka culeysyada ciriiriga ah waa mid aan la socon karin socodka dusha sare ee bilaashka ah ee loo isticmaalo qalabka IM ee tijaabiyaasha xiirida iyo rheometer qadiimiga.
GranuTools waxay soo saartay socodka shaqada ee lagu sifeynayo budada AM.Hadafkayaga ugu weyn waa in aan ku qalabeyno joomatari kasta qalab jilitaanka habka saxda ah, socodka shaqadana waxaa loo isticmaalaa in lagu fahmo lana socdo horumarka tayada budada ee hababka daabacaadda ee kala duwan.Dhawr aluminium aluminium ah oo caadi ah (AlSi10Mg) ayaa loo doortay waqtiyo kala duwan culeysyo kulayl oo kala duwan (laga bilaabo 100 ilaa 200 ° C).
Nabaad-guurka kulaylka waxaa lagu xakameyn karaa iyadoo la falanqeynayo awoodda budada si ay u ururiso kharashka korontada.Budada waxaa lagu falanqeeyay socodka (qalabka GranuDrum), xirmooyinka kinetics (qalabka GranuPack) iyo habdhaqanka elektrostatic (qalabka GranuCharge).Isku-xidhka iyo cabbiraadaha kinetics-ka baakadku waxay ku habboon yihiin la socodka tayada budada.
Budada sahlan in la codsado waxay muujin doontaa tusmooyinka isku xirnaanta hooseeya, halka budada leh firfircoonida buuxinta degdega ah ay soo saari doonaan qaybo farsamo oo leh porosity hoose marka loo eego kuwa aad u adag in la buuxiyo alaabta.
Ka dib dhowr bilood oo kaydinta shaybaarkayaga, saddex budo aluminium ah oo aluminium ah oo leh qaybin kala duwan oo cabbir ah (AlSi10Mg) iyo hal 316L ah oo muunad ah oo bir ah ayaa la doortay, halkan waxaa loo tixraacaa shaybaarrada A, B iyo C. Guryaha shaybaaradu waxay ka duwanaan karaan kuwa kale ee soo saarayaasha.Tusaalaha cabbirka qaybinta qaybinta waxaa lagu cabbiray falanqaynta kala-baxa laysarka/ISO 13320.
Sababtoo ah waxay xakameynayaan xuduudaha mishiinka, sifooyinka budada waa in la tixgeliyaa marka hore, iyo haddii budada aan la dhalaalin loo tixgeliyo inay wasakhaysan yihiin oo aan dib loo warshadayn karin, markaa wax soo saarka wax-soo-saarka maaha mid dhaqaale sida laga yaabo inuu rajeynayo.Sidaa darteed, saddex qaybood ayaa la baari doonaa: qulqulka budada, dhaqdhaqaaqa xirmooyinka iyo electrostatics.
Faafintu waxay la xiriirtaa isku-duubnida iyo "dheefnaanta" lakabka budada ka dib hawlgalka dib u habeynta.Tani aad bay muhiim u tahay maadaama sagxadaha siman ay fududahay in la daabaco waxaana lagu baari karaa aaladda GranuDrum oo leh cabbir tusmada xabagta.
Sababtoo ah daloolada ayaa ah dhibco daciif ah oo ku jira maaddada, waxay u horseedi karaan dildilaacyo.Dhaqdhaqaaqa buuxintu waa halbeegga labaad ee muhiimka ah maadaama budada si degdega ah loo buuxiyo ay bixiso porosity hooseeya.Dhaqankan waxaa lagu cabbiraa GranuPack oo leh qiime n1/2.
Joogitaanka khidmadaha korantada ee budada waxay abuurtaa xoogag isku dhafan oo u horseedaya sameynta agglomerates.GranuCharge waxay cabbirtaa awoodda budada si ay u dhaliso kharash koronto ah marka lala xiriiriyo walxaha la doortay inta lagu jiro socodka.
Inta lagu jiro habaynta, GranuCharge waxay saadaalin kartaa xumaanta socodka, tusaale ahaan, marka la samaynayo lakab AM.Sidaa darteed, cabbirada la helay waxay aad ugu nugul yihiin xaaladda dusha sare ee hadhuudhka (oxidation, faddarayn iyo qallafsanaan).Da'da budada la soo kabsaday ayaa markaa si sax ah loo qiyaasi karaa (± 0.5 nC).
GranuDrum waa hab lagu cabbiro socodka budada barnaamijka oo ku salaysan mabda'a durbaanka wareega.Kala bar muunada budada ah waxay ku jirtaa dhululubo siman oo leh darbiyo dhinac oo hufan.Durbaanku waxa uu ku wareegayaa dhidibkiisa xawli xagal ah oo ah 2 ilaa 60 rpm, kaamirada CCD-na waxa ay qaadaa sawiro (laga bilaabo 30 ilaa 100 sawir 1 ilbiriqsi).Isku xirka hawada/budada waxaa lagu gartaa sawir kasta iyadoo la adeegsanayo algorithm ogaanshaha gees.
Xisaabi celceliska booska is dhexgalka iyo meeraha ku wareegsan booskan celceliska ah.Xawaar kasta oo wareeg ah, xagasha socodka (ama "xagal firfircoon ee nasasho") αf waxaa laga xisaabiyaa booska dhexdhexaadiyaha dhexdhexaadka ah, iyo factor cohesion factor σf ee la xidhiidha isku xidhka intergrain waxaa lagu falanqeeyay isbedbedelka interface.
Xagalka socodka waxa saameeya dhawr qaybood: is jiid jiid, qaabka iyo isku xidhka u dhexeeya qaybaha (van der Waals, electrostatic and capillary Forces).Budada isku dhafan waxay keentaa qulqulo isdaba joog ah, halka budada aan viscous ahayn ay keento socodka joogtada ah.Qiimaha hoose ee xagasha socodka αf waxay u dhigantaa socodka wanaagsan.Tilmaanta adhesion-ka firfircoon ee u dhow eber waxay u dhigantaa budada aan isku xidhnayn, markaa marka xabagta budada ay korodho, index adhesion ayaa kor u kaca si waafaqsan.
GranuDrum wuxuu kuu ogolaanayaa inaad cabbirto xagasha ugu horeysa ee qulqulka iyo hawada budada inta lagu jiro socodka, iyo sidoo kale qiyaasida index adhesion σf iyo xagasha socodka αf iyadoo ku xiran xawaaraha wareega.
Cufnaanta bulk ee GranuPack, cufnaanta taabashada iyo cabbiraadaha saamiga Hausner (sidoo kale loo yaqaan "tijaabada garaacista") ayaa ku habboon sifada budada sababtoo ah fudaydkooda iyo xawaaraha cabbirkooda.Cufnaanta budada iyo awoodda lagu kordhinayo cufnaanta ayaa ah xaddidaadyo muhiim ah inta lagu jiro kaydinta, gaadiidka, agglomeration, iwm. Nidaamyada la soo jeediyay ayaa lagu qeexay Farmashiyaha.
Imtixaankan fudud waxa uu leeyahay saddex cilladood oo waaweyn.Cabbiraadda waxay kuxirantahay hawlwadeenka, iyo habka buuxinta ayaa saameeya mugga bilowga ah ee budada.Cabbiraadda guud ee mugga waxay u horseedi kartaa khaladaad halis ah natiijooyinka.Fududnaanta tijaabada awgeed, ma aanaan ku xisaabtamin dhaq-dhaqaaqa isafgaradka ee u dhexeeya cabbirada bilowga iyo ugu dambeeya.
Habdhaqanka budada lagu quudiyo soo saarista joogtada ah ayaa lagu falanqeeyay iyadoo la adeegsanayo qalab otomaatig ah.Si sax ah u cabbir Hausner coefficient Hr, cufnaanta bilowga ah ρ(0) iyo cufnaanta kama dambaysta ah ρ(n) ka dib n gujisyada.
Tirada qasabadaha inta badan waxaa lagu hagaajiyaa n=500.GranuPack waa cabbir cufnaanta taabashada otomaatig ah iyo horumarsan oo ku salaysan cilmi-baaris firfircoon oo dhowaanahan.
Tilmaamayaal kale ayaa la isticmaali karaa, laakiin halkan laguma bixiyo.Budada waxaa la geliyaa tuubo bir ah iyadoo loo marayo hab toos ah oo toos ah oo bilawga ah.Kala saarista cabbirka firfircoon n1/2 iyo cufnaanta ugu badan ee ρ(∞) ayaa laga saaray qalooca is haysta.
Dhululubo banaan oo fufudud ayaa ku dul fadhida sariirta budada dusheeda si ay u ilaaliso heerka is dhexgalka budada/hawada inta lagu jiro isafgaradka.Tuubada ay ku jirto muunada budada waxay kor u kacdaa dherer go'an ΔZ waxayna si xor ah ugu dhacdaa dhererka sida caadiga ah ΔZ = 1 mm ama ΔZ = 3 mm, kaas oo si toos ah loo cabbiro taabasho kasta.Ka xisaabi mugga V ee rasinka dhererka.
Cufnaanta waa saamiga miisaanka m ilaa mugga lakabka budada V. Tirada budada m waa la yaqaan, cufnaanta ρ ayaa lagu dabaqaa saameyn kasta ka dib.
Iskuxidhka Hausner Hr waxa uu la xidhiidha isirka is haysta waxaana lagu falanqeeyaa isla'egta Hr = ρ(500) / ρ(0), halka ρ(0) ay tahay cufnaanta bulk bilowga ah iyo ρ(500) waa socodka la xisaabiyay kadib 500 wareeg.Tuubada cufnaantaMarkaad isticmaalayso habka GranuPack, natiijadu waa la soo saari karaa iyadoo la isticmaalayo qadar yar oo budo ah (badanaa 35 ml).
Astaamaha budada iyo sifooyinka walxaha laga sameeyay qalabka ayaa ah xuduudaha muhiimka ah.Inta lagu jiro socodka, kharashyada korantada ayaa laga soo saaraa gudaha budada sababtoo ah saameynta triboelectric, taas oo ah beddelka kharashka marka laba dhufto ah ay soo galaan.
Marka budada ku dhex socoto qalabka, saamaynta triboelectric waxay ku dhacdaa xidhiidhka u dhexeeya qaybaha iyo xidhiidhka u dhexeeya qaybaha iyo qalabka.
Markaad la xiriirto walxaha la doortay, GranuCharge wuxuu si toos ah u cabbiraa qadarka kharashka korantada ee ka soo baxa gudaha budada inta lagu jiro socodka.Muunadda budada ah waxay ku socotaa gudaha tuubada V-tube gariiraysa waxayna ku dhacdaa koob Faraday oo ku xidhan mitirka elektiroonigga ah kaas oo cabbiraya kharashka la helay marka ay budada u guurto gudaha V-tube.Natiijooyinka la soo saari karo, isticmaal aalad wareegeysa ama gariiraysa si aad u quudiso V-tubooyinka si joogto ah.
Saamaynta triboelectric waxa ay keentaa in shay uu korkiisa ka helo electrons ka dibna uu noqdo mid si taban loo dallaco, halka shay kalena uu lumiyo electrons sidaasna uu noqdo mid si togan loo dallaco.Maaddooyinka qaarkood waxay si fudud uga helaan elektaroonada kuwa kale, si la mid ah, walxaha kale waxay si fudud u luminayaan elektarooniga.
Maaddada noqonaysa taban oo noqonaysa togan waxay ku xidhan tahay u janjeersiga qaraabada ee alaabta ku lug leh helitaanka ama luminta elektarooniga.Si loo matalo isbeddelladan, taxanaha triboelectric ee lagu muujiyey shaxda 1 ayaa la sameeyay.Alaabta leh isbeddelka dallacaadda togan iyo kuwa kale ee leh isbeddelka dallacaadda taban ayaa la taxay, hababka agabka ee aan muujin wax isbeddel ah ayaa lagu taxay miiska dhexe.
Dhanka kale, miiska ayaa kaliya bixiya macluumaadka ku saabsan isbeddelada habdhaqanka dallacaadda alaabta, sidaas darteed GranuCharge waxaa loo abuuray si ay u bixiso qiimeyaal tiro sax ah oo loogu talagalay habdhaqanka lacag-bixinta ee budada.
Tijaabooyin dhowr ah ayaa la sameeyay si loo falanqeeyo burburka kulaylka.Tijaabooyinku waxaa la dhigay heerkul ah 200 ° C ilaa hal ilaa laba saacadood.Budada ayaa isla markiiba lagu falanqeeyaa GranuDrum (magaca kulul).Budada ayaa markaa lagu riday weel ilaa laga gaarayo heerkulka deegaanka ka dibna la falanqeeyay iyadoo la isticmaalayo GranuDrum, GranuPack iyo GranuCharge (ie "qabow").
Tijaabooyin cayriin ah ayaa lagu falanqeeyay iyadoo la adeegsanayo GranuPack, GranuDrum iyo GranuCharge isla qolka qoyaanka/heerkulka (ie 35.0 ± 1.5% RH iyo 21.0 ± 1.0 °C heerkulka).
Tusmada isku xirnaanta ayaa xisaabisa socodka budada waxayna la xiriirtaa isbeddelada booska is dhexgalka (budada/hawada), taas oo ah kaliya seddex quwadood oo xiriir ah (van der Waals, xoogaga korantada iyo korantada).Tijaabada ka hor, qoyaanka hawada qaraabo ah (RH,%) iyo heerkulka (°C) ayaa la duubay.Dabadeed budada ayaa lagu shubay durbaanka, tijaabaduna waxay bilaabatay.
Waxaan ku soo gabagabeynay in alaabooyinkani aysan u nuglayn agglomeration marka la tixgelinayo xuduudaha thixotropic.Waxa xiisaha lihi leh, diiqada kulaylku waxay beddeshay hab-dhaqankii rheological ee budada muunadaha A iyo B ee dhumucdiyada xiirta ilaa khafiifinta xiirta.Dhanka kale, Muunadaha C iyo SS 316L ma saameyn heerkulka oo kaliya waxay muujiyeen dhumucyada xiirta.Budada kastaa waxay lahayd fidin wanaagsan (ie index isku xidhka hoose) kadib kuleylka iyo qaboojinta.
Saamaynta heerkulka waxay sidoo kale ku xiran tahay aagga gaarka ah ee qaybaha.Markasta oo ay sareeyso dabaysha kulaylka walaxda, ayaa saamayn wayn ku yeelanaysa heerkulka (ie ???225°?=250??-1.?-1) iyo ???316?.225°?=19?Aluminium aluminium budada ah waxay aad ugu fiican yihiin codsiyada heerkulka sare sababtoo ah faafitaankooda korodhay, iyo xitaa shaybaarada la qaboojiyey waxay gaadhaan qulqulka ka fiican marka loo eego budada asalka ah.
Tijaabo kasta oo GranuPack ah, cufnaanta budada ayaa la duubay ka hor tijaabo kasta, muunaddana waxaa lagu dhuftay 500 jeer iyada oo la adeegsanayo soo noqnoqoshada 1 Hz oo leh hoos u dhac bilaash ah oo ah 1 mm unugga cabbiraadda (tamarta saamaynta ∝).Muunada waxa loo qaybiyaa unugga cabbiraadda iyadoo la raacayo tilmaamaha software-ka madax-bannaan ee isticmaalaha.Ka dib cabbirada ayaa lagu soo celceliyay laba jeer si loo qiimeeyo soo saarista oo la baaray celceliska iyo leexashada heerka.
Ka dib markii falanqaynta GranuPack la dhammeeyo, cufnaanta bilowga ah (ρ(0)), cufnaanta ugu dambaysa (tuubo badan, n = 500, ie ρ (500)), saamiga Hausner / Carr index (Hr/Cr) iyo laba cabbir oo diiwaangelin ah (n1/2 iyo τ) oo la xidhiidha kinetics compaction.Cufnaanta ugu fiican ρ(∞) ayaa sidoo kale la muujiyay (eeg lifaaqa 1).Jadwalka hoose ayaa dib u habaynaya xogta tijaabada ah.
Jaantusyada 6 iyo 7 waxay muujinayaan qalooca isugaynta guud (cufnaanta badan iyo tirada saamaynta) iyo n1/2/Hausner saamiga cabbirka.Baararka khaladka ah ee la xisaabiyay iyadoo la isticmaalayo celceliska ayaa lagu muujiyaa qalooca kasta, iyo weecsanaanta caadiga ah waxaa lagu xisaabiyay tijaabinta soo celinta.
Alaabta birta ah ee 316L waxay ahayd sheyga ugu culus (ρ(0) = 4.554 g/mL).Marka la eego cufnaanta taabashada, SS 316L ayaa weli ah budada ugu culus (ρ (n) = 5.044 g/mL), oo ay ku xigto Tusaha A (ρ (n) = 1.668 g/mL), oo ay ku xigto Tusaalaha B (ρ (n) = 1.668 g/ml)./ml) (n) = 1.645 g/ml).Tusaalaha C ayaa ahaa kan ugu hooseeya (ρ(n) = 1.581 g/mL).Marka loo eego cufnaanta bulk ee budada bilawga ah, waxaanu aragnaa in muunada A uu yahay kan ugu fudud, iyadoo la tixgelinayo khaladaadka (1.380 g / ml), shaybaarada B iyo C waxay leeyihiin qiyaas isku mid ah.
Marka budada la kululeeyo, saamiga Hausner ayaa hoos u dhacaya, tanina waxay ku dhacdaa oo keliya muunado B, C, iyo SS 316L.Tusaalaha A, suurtagal ma ahayn in la sameeyo sababtoo ah cabbirka baararka qaladka.N1/2, isbeddelka is-beddelka hoosta ka xariiqaya waa ka sii adag yahay.Muunadda A iyo SS 316L, qiimaha n1/2 ayaa hoos u dhacay 2 saacadood ka dib 200 ° C, halka budada B iyo C ay kordheen ka dib marka la raro kulaylka.
Quudiye gariir ayaa loo isticmaalay tijaabo kasta oo GranuCharge (eeg sawirka 8).Isticmaal 316L tuubbo bir ah oo aan lahayn.Cabbiraadaha ayaa lagu soo noqnoqday 3 jeer si loo qiimeeyo soo saarista.Miisaanka badeecada loo isticmaalay cabir kasta waxa uu ahaa ku dhawaad ​​40 ml oo wax budo ah lama soo helin cabirka kadib.
Tijaabada ka hor, miisaanka budada (mp, g), qoyaanka hawada qaraabo ah (RH,%), iyo heerkulka (°C) ayaa la duubay.Bilawga tijaabada, cufnaanta cufnaanta budada aasaasiga ah (q0 in µC/kg) ayaa lagu qiyaasay iyada oo budada la geliyo koob Faraday ah.Ugu dambeyntii, cufnaanta budada ayaa go'an oo cufnaanta ugu dambeysa (qf, µC/kg) iyo Δq (Δq = qf - q0) dhammaadka tijaabada ayaa la xisaabiyay.
Xogta GranuCharge cayriin ayaa lagu muujiyay shaxda 2 iyo Jaantuska 9 (σ waa jaangooyada caadiga ah ee laga xisaabiyay natiijooyinka tijaabada dib u soo saarista), natiijooyinkana waxaa lagu muujiyay histogram (kaliya q0 iyo Δq ayaa la muujiyay).SS 316L ayaa leh kharashka bilowga ugu hooseeya;tani waxa laga yaabaa inay sabab u tahay xaqiiqda ah in alaabtani leedahay PSD ugu sareysa.Marka ay timaado rarida bilowga ah ee budada aluminiumka aasaasiga ah, wax natiijo ah lama soo saari karo sababtoo ah xajmiga khaladaadka.
Ka dib markii lala xiriiriyay tuubo bir ah oo 316L ah, muunad A ayaa heshay qadarka ugu yar ee kharashka, halka budada B iyo C ay muujiyeen isbeddel la mid ah, haddii budada SS 316L lagu xoqay SS 316L, cufnaanta kharashka ku dhow 0 ayaa la helay (fiiri taxanaha triboelectric) .Badeecada B wali waa ka badan tahay A. Tusaalaha C, isbeddelku wuu sii socdaa (lacag hordhac ah oo togan iyo kharashka ugu dambeeya ka dib daadinta), laakiin tirada kharashyadu way kordhaan ka dib hoos u dhaca kulaylka.
Ka dib saacadaha 2 ee cadaadiska kulaylka ee 200 ° C, habdhaqanka budada ayaa noqda mid aad u xiiso badan.Muunadaha A iyo B, dacwooyinka bilowga ah ayaa hoos u dhacay, dacwooyinka kama dambaysta ah waxay ka beddeleen taban una guurtay togan.Budada SS 316L waxay lahayd lacagta bilawga ah ee ugu sareysa, cufnaanteeduna waxay noqotay mid togan laakiin way hoosaysay (ie 0.033 nC/g).
Waxaan baarnay saameynta kuleylka kuleylka ee habdhaqanka isku dhafan ee aluminium aluminium (AlSi10Mg) iyo 316L budada birta ah, halka budada asalka ah la falanqeeyay ka dib saacadaha 2 ee 200 ° C hawada.
Isticmaalka budada heerkulka sare wuxuu wanaajin karaa socodka alaabta, saameyn u muuqata inay aad muhiim ugu tahay budada leh meel gaar ah oo gaar ah iyo walxaha leh heerkulka sare ee kuleylka.GranuDrum waxa loo isticmaalay in lagu qiimeeyo socodka, GranuPack waxa loo isticmaalay falanqaynta baakad firfircoon, iyo GranuCharge waxa loo isticmaalay in lagu falanqeeyo triboelectricity ee budada xidhiidhka la leh 316L tuubada birta ah.
Natiijooyinkan waxaa lagu go'aamiyay iyadoo la adeegsanayo GranuPack, taas oo muujisay hagaajinta isku-dhafka Hausner ee budo kasta (marka laga reebo saamiga A, sababtoo ah cabbirka khaladaadka) ka dib habka cadaadiska kuleylka.Wax isbeddel ah oo cad lagama helin cabbirka wax-baakaynta (n1/2) maaddaama badeecadaha qaarkood ay muujiyeen kororka xawaaraha baakadku halka kuwa kalena ay leeyihiin saamayn is-barbar-dhig ah (tusaale Muunadaha B iyo C).


Waqtiga boostada: Nov-12-2022