Мо барои беҳтар кардани таҷрибаи шумо аз кукиҳо истифода мебарем. Бо идома додани дидани ин сайт, шумо ба истифодаи кукиҳои мо розӣ мешавед. Маълумоти иловагӣ.
Истеҳсоли иловагиҳо (АМ) эҷоди ашёҳои сеченакаро дар бар мегирад, ки як қабати ултра тунук дар як вақт истифода мешавад, ки онро нисбат ба коркарди анъанавӣ гаронтар мекунад. Аммо, танҳо як қисми ками хока ҳангоми раванди васлкунӣ ба ҷузъ кафшер карда мешавад. Боқимонда ба ҳам пайваст намешаванд, аз ин рӯ онҳоро дубора истифода бурдан мумкин аст. Баръакс, агар ашё бо роҳи классикӣ сохта шавад, одатан барои тоза кардани мавод фреза ва коркард лозим аст.
Хусусиятҳои хока параметрҳои мошинро муайян мекунанд ва бояд дар навбати аввал ба назар гирифта шаванд. Арзиши AM аз ҷиҳати иқтисодӣ фоидаовар нахоҳад буд, зеро хокаи гудохтанашуда олуда аст ва онро дубора коркард кардан мумкин нест. Таҷзияи хока ба ду падида оварда мерасонад: тағйироти кимиёвии маҳсулот ва тағйирот дар хосиятҳои механикӣ, ба монанди морфология ва тақсимоти андозаи зарраҳо.
Дар ҳолати аввал, вазифаи асосӣ эҷоди сохторҳои сахтест, ки дорои хӯлаҳои холис мебошанд, аз ин рӯ мо бояд аз ифлосшавии хока, масалан, бо оксидҳо ё нитридҳо, худдорӣ кунем. Дар падидаи охирин, ин параметрҳо бо моеъӣ ва паҳншавӣ алоқаманданд. Аз ин рӯ, ҳама гуна тағирот дар хосиятҳои хока метавонад ба тақсимоти нобаробари маҳсулот оварда расонад.
Маълумот аз нашрияҳои ахир нишон медиҳанд, ки ченкунакҳои ҷараёни классикӣ наметавонанд маълумоти кофӣ дар бораи тақсимоти хока дар AM дар асоси қабати хока пешниҳод кунанд. Дар мавриди тавсифи ашёи хом (ё хока), дар бозор якчанд усулҳои мувофиқи андозагирӣ мавҷуданд, ки метавонанд ин талаботро қонеъ кунанд. Ҳолати шиддат ва майдони ҷараёни хока бояд дар танзимоти ченкунӣ ва дар раванд якхела бошанд. Мавҷудияти борҳои фишурда бо ҷараёни озоди сатҳи истифодашаванда, ки дар дастгоҳҳои IM дар озмоишгарони буриш ва реометрҳои классикӣ истифода мешаванд, номувофиқ аст.
Ширкати GranuTools ҷараёни кориро барои тавсифи хокаи AM таҳия кардааст. Ҳадафи асосии мо муҷаҳҳаз кардани ҳар як геометрия бо асбоби дақиқи симулятсияи раванд аст ва ин ҷараёни кор барои фаҳмидан ва пайгирии таҳаввулоти сифати хока дар равандҳои гуногуни чоп истифода мешавад. Якчанд хӯлаҳои стандартии алюминий (AlSi10Mg) барои давомнокии гуногун дар борҳои гуногуни гармӣ (аз 100 то 200 °C) интихоб карда шуданд.
Таназзули гармиро метавон тавассути таҳлили қобилияти хока барои ҷамъ кардани заряди электрикӣ идора кард. Хокаҳо аз рӯи ҷараёни об (асбоби GranuDrum), кинетикаи бастабандӣ (асбоби GranuPack) ва рафтори электростатикӣ (асбоби GranuCharge) таҳлил карда шуданд. Андозагириҳои когезия ва кинетикаи бастабандӣ барои пайгирии сифати хока мувофиқанд.
Хокаҳое, ки ба осонӣ истифода мешаванд, нишондиҳандаҳои пасти мувофиқатро нишон медиҳанд, дар ҳоле ки хокаҳое, ки динамикаи пуркунии зуд доранд, қисмҳои механикиро бо сӯрохии пасттар дар муқоиса бо маҳсулоти душвортар пур мекунанд.
Пас аз чанд моҳи нигоҳдорӣ дар лабораторияи мо, се хокаи хӯлаи алюминий бо тақсимоти андозаи зарраҳои гуногун (AlSi10Mg) ва як намунаи пӯлоди зангногири 316L интихоб карда шуданд, ки дар ин ҷо намунаҳои A, B ва C номида мешаванд. Хусусиятҳои намунаҳо метавонанд аз дигар истеҳсолкунандагон фарқ кунанд. Тақсимоти андозаи зарраҳои намуна бо истифода аз таҳлили дифракцияи лазерӣ/ISO 13320 чен карда шуд.
Азбаски онҳо параметрҳои мошинро назорат мекунанд, хосиятҳои хока бояд аввал ба назар гирифта шаванд ва агар хокаҳои гудохтанашуда олуда ва коркарднашаванда ҳисобида шаванд, пас истеҳсоли иловаҳо он қадар иқтисодӣ нест, ки умедворем. Аз ин рӯ, се параметр таҳқиқ карда мешаванд: ҷараёни хока, динамикаи бастабандӣ ва электростатика.
Паҳншавандагӣ бо якрангӣ ва "ҳамвории" қабати хока пас аз амалиёти пӯшонидани дубора алоқаманд аст. Ин хеле муҳим аст, зеро чопи сатҳҳои ҳамвор осонтар аст ва онҳоро бо асбоби GranuDrum бо ченкунии индекси часпакӣ тафтиш кардан мумкин аст.
Азбаски сӯрохиҳо нуқтаҳои заифи мавод мебошанд, онҳо метавонанд ба пайдоиши тарқишҳо оварда расонанд. Динамикаи пуркунӣ параметри калидии дуюм аст, зеро хокаҳои пуркунии зуд сӯрохии пастро таъмин мекунанд. Ин рафтор бо истифода аз GranuPack бо арзиши n1/2 чен карда мешавад.
Мавҷудияти зарядҳои электрикӣ дар хока қувваҳои муттаҳидкунандаро ба вуҷуд меорад, ки боиси пайдоиши агломератҳо мешаванд. GranuCharge қобилияти хокаҳоро барои тавлиди заряди электростатикӣ ҳангоми тамос бо маводҳои интихобшуда ҳангоми ҷараён чен мекунад.
Ҳангоми коркард, GranuCharge метавонад бад шудани ҷараёнро пешгӯӣ кунад, масалан, ҳангоми ташаккули қабат дар AM. Ҳамин тариқ, андозагириҳои бадастомада ба ҳолати сатҳи ғалла (оксидшавӣ, ифлосшавӣ ва ноҳамворӣ) хеле ҳассос мебошанд. Пас аз он пиршавии хокаи барқароршударо метавон дақиқ муайян кард (±0,5 нК).
GranuDrum як усули барномарезишудаи ченкунии ҷараёни хока аст, ки бар асоси принсипи барабани чархзананда асос ёфтааст. Нисфи намунаи хока дар силиндраи уфуқӣ бо деворҳои паҳлӯии шаффоф ҷойгир аст. Барабан дар атрофи меҳвари худ бо суръати кунҷии аз 2 то 60 чархзанӣ дар як дақиқа давр мезанад ва камераи CCD акс мегирад (аз 30 то 100 тасвир бо фосилаи 1 сония). Интерфейси ҳаво/хока дар ҳар як тасвир бо истифода аз алгоритми муайянкунии канор муайян карда мешавад.
Мавқеи миёнаи интерфейс ва лаппишҳоро дар атрофи ин мавқеи миёна ҳисоб кунед. Барои ҳар як суръати гардиш, кунҷи ҷараён (ё "кунҷи динамикии оромӣ") αf аз мавқеи миёнаи интерфейс ҳисоб карда мешавад ва омили когезияи динамикӣ σf, ки бо пайванди байнидона алоқаманд аст, аз ноустувории интерфейс таҳлил карда мешавад.
Кунҷи ҷараён аз як қатор параметрҳо таъсир мегирад: соиш, шакл ва пайвастагии байни зарраҳо (вана дер Ваалс, қувваҳои электростатикӣ ва капиллярӣ). Хокаҳои пайваста ҷараёни фосилавӣ ва хокаҳои ғайричаспак ҷараёни мунтазамро ба вуҷуд меоранд. Арзишҳои пасти кунҷи ҷараён αf ба ҷараёни хуб мувофиқат мекунанд. Индекси часпакии динамикӣ, ки ба сифр наздик аст, ба хокаи ғайрипайваста мувофиқат мекунад, аз ин рӯ, бо афзоиши часпакии хока, индекси часпак мутаносибан меафзояд.
GranuDrum ба шумо имкон медиҳад, ки кунҷи аввали тарма ва ҳавогирии хокаро ҳангоми ҷараён чен кунед, инчунин индекси часпиш σf ва кунҷи ҷараён αf-ро вобаста ба суръати гардиш чен кунед.
Андозагириҳои зичии ҳаҷмӣ, зичии ламскунӣ ва таносуби Hausner-и GranuPack (инчунин бо номи "озмоишҳои ламскунӣ" маъруфанд) барои тавсифи хока аз сабаби осонӣ ва суръати андозагирӣ беҳтаринанд. Зичии хока ва қобилияти зиёд кардани зичии он параметрҳои муҳим ҳангоми нигоҳдорӣ, интиқол, агломератсия ва ғайра мебошанд. Тартиби тавсияшуда дар Фармакопея тавсиф шудааст.
Ин озмоиши оддӣ се камбудии асосӣ дорад. Андозагирӣ аз оператор вобаста аст ва усули пуркунӣ ба ҳаҷми ибтидоии хока таъсир мерасонад. Андозагирии ҳаҷми умумӣ метавонад ба хатогиҳои ҷиддӣ дар натиҷаҳо оварда расонад. Аз сабаби соддагии таҷриба, мо динамикаи фишурдашавиро байни андозагириҳои ибтидоӣ ва ниҳоӣ ба назар нагирифтем.
Рафтори хокае, ки ба баромадгоҳи пайваста ворид карда мешавад, бо истифода аз таҷҳизоти автоматӣ таҳлил карда шуд. Коэффитсиенти Ҳауснер Hr, зичии ибтидоӣ ρ(0) ва зичии ниҳоиро ρ(n) пас аз n клик дақиқ чен кунед.
Шумораи ламсҳо одатан дар n=500 муқаррар карда мешавад. GranuPack як андозагирии автоматӣ ва пешрафтаи зичии ламскунӣ мебошад, ки бар асоси таҳқиқоти динамикии ахир анҷом дода шудааст.
Индексҳои дигарро низ истифода бурдан мумкин аст, аммо онҳо дар ин ҷо пешниҳод нашудаанд. Хока тавассути раванди қатъии автоматии ибтидоӣ ба найчаи металлӣ ҷойгир карда мешавад. Экстраполятсияи параметри динамикии n1/2 ва зичии максималии ρ(∞) аз каҷи фишурдашавӣ хориҷ карда шудааст.
Силиндрчаи сабуки холӣ дар болои қабати хока ҷойгир аст, то ҳангоми фишурдан сатҳи сатҳи хока/ҳаворо нигоҳ дорад. Найчае, ки намунаи хока дорад, ба баландии муқарраршудаи ΔZ боло меравад ва дар баландие, ки одатан дар ΔZ = 1 мм ё ΔZ = 3 мм муқаррар шудааст, озодона меафтад, ки пас аз ҳар як ламс ба таври худкор чен карда мешавад. Ҳаҷми V-и тӯдаро аз баландӣ ҳисоб кунед.
Зичӣ ин таносуби массаи m ба ҳаҷми қабати хока V мебошад. Массаи хока m маълум аст, зичии ρ пас аз ҳар як таъсир татбиқ мешавад.
Коэффитсиенти Ҳауснер Hr бо омили фишурдашавӣ алоқаманд аст ва бо муодилаи Hr = ρ(500) / ρ(0) таҳлил карда мешавад, ки дар он ρ(0) зичии ибтидоии ҳаҷмии об ва ρ(500) ҷараёни ҳисобшуда пас аз 500 давра мебошад. Крани зичӣ. Ҳангоми истифодаи усули GranuPack, натиҷаҳоро бо истифода аз миқдори ками хока (одатан 35 мл) такрор кардан мумкин аст.
Хусусиятҳои хока ва маводе, ки аз он дастгоҳ сохта шудааст, параметрҳои калидӣ мебошанд. Ҳангоми ҷараён, дар дохили хока зарядҳои электростатикӣ ба вуҷуд меоянд, ки аз таъсири трибоэлектрикӣ, ки мубодилаи зарядҳо ҳангоми ба ҳам расидани ду ҷисми сахт аст, ба амал меояд.
Вақте ки хока дар дохили дастгоҳ ҷорӣ мешавад, дар тамос байни зарраҳо ва дар тамос байни зарраҳо ва дастгоҳ эффекти трибоэлектрикӣ ба вуҷуд меояд.
Ҳангоми тамос бо маводи интихобшуда, GranuCharge ба таври худкор миқдори заряди электростатикиро, ки дар дохили хока ҳангоми ҷараён ба вуҷуд меояд, чен мекунад. Намунаи хока дар дохили найчаи V-и ларзон ҷорӣ мешавад ва ба косаи Фарадей, ки ба электрометр пайваст аст ва заряди ҳосилшударо ҳангоми ҳаракати хока дар дохили найчаи V чен мекунад, меафтад. Барои натиҷаҳои такроршаванда, аз дастгоҳи чархзананда ё ларзонанда барои зуд-зуд додани найчаҳои V истифода баред.
Таъсири трибоэлектрикӣ боис мешавад, ки як объект дар сатҳи худ электронҳоро ба худ ҷалб кунад ва ба ин васила манфӣ заряднок шавад, дар ҳоле ки объекти дигар электронҳоро аз даст медиҳад ва ба ин васила мусбат заряднок мешавад. Баъзе маводҳо нисбат ба дигарон электронҳоро осонтар ба даст меоранд ва ба ҳамин монанд, дигар маводҳо электронҳоро осонтар аз даст медиҳанд.
Кадом мавод манфӣ ва кадомаш мусбат мешавад, аз майли нисбии маводҳои дахлдор барои ба даст овардан ё аз даст додани электронҳо вобаста аст. Барои нишон додани ин тамоюлҳо, силсилаи трибоэлектрикӣ, ки дар Ҷадвали 1 нишон дода шудааст, таҳия карда шуд. Маводҳо бо тамоюли заряди мусбат ва дигар маводҳо бо тамоюли заряди манфӣ номбар шудаанд ва усулҳои маводе, ки ягон тамоюли рафториро нишон намедиҳанд, дар мобайни ҷадвал номбар шудаанд.
Аз тарафи дигар, ҷадвал танҳо маълумотро дар бораи тамоюлҳо дар рафтори пуркунии маводҳо пешниҳод мекунад, аз ин рӯ GranuCharge барои пешниҳоди арзишҳои дақиқи рақамӣ барои рафтори пуркунии хокаҳо сохта шудааст.
Барои таҳлили таҷзияи гармӣ якчанд таҷриба гузаронида шуд. Намунаҳо дар ҳарорати 200°C барои як то ду соат ҷойгир карда шуданд. Сипас, хока фавран бо GranuDrum (номи гарм) таҳлил карда мешавад. Сипас, хока дар зарф то расидан ба ҳарорати муҳити зист ҷойгир карда шуд ва сипас бо истифода аз GranuDrum, GranuPack ва GranuCharge (яъне "хунук") таҳлил карда шуд.
Намунаҳои хом бо истифода аз GranuPack, GranuDrum ва GranuCharge дар ҳамон намӣ/ҳарорати ҳуҷра (яъне 35.0 ± 1.5% RH ва 21.0 ± 1.0 °C ҳарорат) таҳлил карда шуданд.
Индекси когезия ҷараёни хокаҳоро ҳисоб мекунад ва бо тағйирот дар мавқеи сатҳи байниҳамдигарӣ (хока/ҳаво), ки танҳо се қувваи тамос (ван дер Ваалс, қувваҳои капиллярӣ ва электростатикӣ) мебошанд, алоқаманд аст. Пеш аз таҷриба, намӣ нисбии ҳаво (RH, %) ва ҳарорат (°C) сабт карда шуданд. Сипас хока ба барабан рехта шуд ва таҷриба оғоз ёфт.
Мо ба хулосае омадем, ки ин маҳсулот ҳангоми баррасии параметрҳои тиксотропӣ ба агломератсия осебпазир нестанд. Ҷолиб он аст, ки фишори гармӣ рафтори реологии хокаҳои намунаҳои A ва B-ро аз ғафсшавии буришӣ ба тунукшавии буришӣ тағйир дод. Аз тарафи дигар, намунаҳои C ва SS 316L аз ҳарорат таъсир нагирифтанд ва танҳо ғафсшавии буришӣ нишон доданд. Ҳар як хок пас аз гармкунӣ ва хунуккунӣ паҳншавии беҳтар дошт (яъне индекси когезияи пасттар).
Таъсири ҳарорат инчунин аз масоҳати мушаххаси зарраҳо вобаста аст. Ҳар қадар қобилияти гармигузаронии мавод баландтар бошад, ҳамон қадар таъсири он ба ҳарорат зиёдтар аст (масалан, ???225°?=250??-1.?-1) ва ???316?. 225°?=19??-1.?-1). Ҳар қадар зарра хурдтар бошад, таъсири ҳарорат ҳамон қадар зиёдтар аст. Хокаҳои хӯлаи алюминий барои истифода дар ҳарорати баланд аз сабаби паҳншавии бештари онҳо аъло мебошанд ва ҳатто намунаҳои хунукшуда нисбат ба хокаҳои аслӣ ҷараёни беҳтар ба даст меоранд.
Барои ҳар як таҷрибаи GranuPack, массаи хока пеш аз ҳар як таҷриба сабт карда шуд ва намуна 500 маротиба бо басомади зарбаи 1 Гц бо афтиши озоди 1 мм дар чашмаки ченкунӣ (энергияи зарба ∝) зарба зада шуд. Намуна мувофиқи дастурҳои нармафзори мустақил аз корбар ба чашмаки ченкунӣ рехта мешавад. Сипас, андозагирӣ ду маротиба такрор карда шуд, то такрорпазирӣ арзёбӣ карда шавад ва миёна ва инҳирофи стандартӣ таҳқиқ карда шуданд.
Пас аз анҷоми таҳлили GranuPack, зичии ибтидоии ҳаҷмии мавод (ρ(0)), зичии ниҳоии ҳаҷмии мавод (дар якчанд маротиба, n = 500, яъне ρ(500)), таносуби Ҳауснер/индекси Карр (Hr/Cr) ва ду параметри бақайдгирӣ (n1/2 ва τ) ба кинетикаи фишурдашавӣ алоқаманданд. Зичии оптималии мавод ρ(∞) низ нишон дода шудааст (нигаред ба Замимаи 1). Ҷадвали зер маълумоти таҷрибавиро аз нав сохтор медиҳад.
Дар расмҳои 6 ва 7 каҷи умумии фишурдашавӣ (зичии ҳаҷмӣ нисбат ба шумораи таъсирҳо) ва таносуби параметрҳои n1/2/Hausner нишон дода шудааст. Хатогиҳои бо истифода аз миёна ҳисобшуда дар ҳар як каҷ нишон дода шудаанд ва инҳирофҳои стандартӣ бо роҳи санҷиши такрорӣ ҳисоб карда шудаанд.
Маҳсулоти аз пӯлоди зангногири 316L вазнинтарин маҳсул буд (ρ(0) = 4.554 г/мл). Аз ҷиҳати зичии зарбазанӣ, SS 316L вазнинтарин хокаи ...
Ҳангоми гарм кардани хока, таносуби Хауснери он кам мешавад ва ин танҳо бо намунаҳои B, C ва SS 316L рух медиҳад. Барои намунаи A, иҷрои он аз сабаби андозаи хатҳои хато имконнопазир буд. Барои n1/2, зерхати параметрии тамоюл мураккабтар аст. Барои намунаҳои A ва SS 316L, арзиши n1/2 пас аз 2 соат дар 200°C коҳиш ёфт, дар ҳоле ки барои хокаҳои B ва C он пас аз боркунии гармӣ афзоиш ёфт.
Барои ҳар як таҷрибаи GranuCharge як фидери ларзишӣ истифода шуд (нигаред ба расми 8). Найчаи пӯлоди зангногири 316L-ро истифода баред. Барои арзёбии такроршавандагӣ андозагирӣ 3 маротиба такрор карда шуд. Вазни маҳсулоти истифодашуда барои ҳар як андозагирӣ тақрибан 40 мл буд ва пас аз андозагирӣ ягон хока пайдо нашуд.
Пеш аз таҷриба, вазни хока (mp, g), намии нисбии ҳаво (RH, %) ва ҳарорат (°C) сабт карда шуданд. Дар оғози озмоиш, зичии заряди хокаи аввалия (q0 дар µC/кг) бо ҷойгир кардани хока дар пиёлаи Фарадей чен карда шуд. Дар ниҳоят, массаи хока муқаррар карда шуд ва зичии ниҳоии заряд (qf, µC/кг) ва Δq (Δq = qf – q0) дар охири таҷриба ҳисоб карда шуданд.
Маълумоти хоми GranuCharge дар Ҷадвали 2 ва Расми 9 нишон дода шудааст (σ инҳирофи стандартӣ аст, ки аз натиҷаҳои санҷиши такроршавандагӣ ҳисоб карда шудааст) ва натиҷаҳо ҳамчун гистограмма нишон дода шудаанд (танҳо q0 ва Δq нишон дода шудаанд). SS 316L пасттарин заряди ибтидоӣ дорад; ин метавонад аз он сабаб бошад, ки ин маҳсулот дорои баландтарин PSD мебошад. Вақте ки сухан дар бораи боркунии ибтидоии хокаи хӯлаи алюминийи аввалия меравад, аз сабаби андозаи хатогиҳо, хулоса баровардан ғайриимкон аст.
Пас аз тамос бо қубури пӯлоди зангногири 316L, намунаи A камтарин зарядро гирифт, дар ҳоле ки хокаҳои B ва C тамоюли монандро нишон доданд, агар хокаи SS 316L ба SS 316L молида шавад, зичии заряди наздик ба 0 ёфт шуд (нигаред ба силсилаи трибоэлектрикӣ). Маҳсулоти B ҳанӯз ҳам нисбат ба A заряди бештар дорад. Барои намунаи C, тамоюл идома дорад (заряди ибтидоии мусбат ва заряди ниҳоӣ пас аз ихроҷ), аммо шумораи зарядҳо пас аз вайроншавии гармӣ меафзояд.
Пас аз 2 соат фишори гармӣ дар ҳарорати 200°C, рафтори хока хеле ҷолиб мегардад. Дар намунаҳои A ва B, заряди ибтидоӣ кам шуд ва заряди ниҳоӣ аз манфӣ ба мусбат тағйир ёфт. Хокаи SS 316L баландтарин заряди ибтидоӣ дошт ва тағйири зичии заряди он мусбат шуд, аммо паст боқӣ монд (яъне 0,033 nC/g).
Мо таъсири таназзули гармиро ба рафтори якҷояи хӯлаи алюминий (AlSi10Mg) ва хокаҳои пӯлоди зангногири 316L таҳқиқ кардем, дар ҳоле ки хокаҳои аслӣ пас аз 2 соат дар ҳарорати 200°C дар ҳаво таҳлил карда шуданд.
Истифодаи хокаҳо дар ҳарорати баланд метавонад ҷараёни маҳсулотро беҳтар созад, ки ин таъсир барои хокаҳо бо масоҳати хоси баланд ва маводҳое, ки гузаронандагии гармии баланд доранд, муҳимтар ба назар мерасад. GranuDrum барои арзёбии ҷараён, GranuPack барои таҳлили бастабандии динамикӣ ва GranuCharge барои таҳлили себоэлектрикии хока ҳангоми тамос бо қубури пӯлоди зангногири 316L истифода шуд.
Ин натиҷаҳо бо истифода аз GranuPack муайян карда шуданд, ки пас аз раванди фишори гармӣ беҳтар шудани коэффитсиенти Ҳауснерро барои ҳар як хока (ба истиснои намунаи А, аз сабаби андозаи хатогиҳо) нишон дод. Барои параметри бастабандӣ (n1/2) ягон тамоюли возеҳ пайдо нашуд, зеро баъзе маҳсулот суръати бастабандиро афзоиш доданд, дар ҳоле ки дигарон таъсири муқобил доштанд (масалан, намунаҳои B ва C).