ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы приготовления и нанесения частиц на поверхность из "Адгезия пыли и порошков 1976 " Силы адгезии зависят не только от свойств контактирующих тел и среды, но и от величины зазора между этими телами. Методы определения адгезии микрочастиц, а также большинство методов определения сил взаимодействия макрочастиц не позволяют в настоящее время измерить величину зазора. Поэтому для изучения влияния этой величины на силу взаимодействия применяют методы, моделирующие адгезию. В качестве контактирующих тел используют нити, тела сферической формы и тела с плоской поверхностью (в различных сочетаниях). [c.85] Следовательно, зная силу взаимодействия F и размеры контактирующих тел двух систем, можно вычислить силу F , если тела изготовлены из одного и того же материала. [c.85] Для исследования адгезии частиц в жидких средах, в частности в растворах электролитов и поверхностно-активных веществ, часто используют методы скрещенных нитей и плоскопараллельных дисков. Метод скрещенных нитей впервые применил Томлинсон [51] для определения сил адгезии между двумя пересекающимися стеклянными или кварцевыми нитями (диаметром около 60 мкм) по максимальному прогибу одной нити при медленном отводе ее в сторону от другой, по длине и л есткости исследуемой нити. [c.85] Если на поЁерхность кварца нанесена пленка, то сцепление нитей обусловливается молекулярно-поверхностными силами взаимодействия вещества пленок, а сами кварцевые нити служат своеобразным динамометром. По углу закручивания нити измеряют силу взаимодействия между нитями [95]. [c.86] Подобную же методику для оценки прилипания взаимно перпендикулярных нитей (стеклянных, кварцевых или металлических) диаметром от 0,2 до 1,2 мм применял Г. И. Фукс [96]. Он предложил также прибор (рис. 1П, 14), на котором можно определять силы взаимодействия кол-- лоидных частиц методом плоскопараллельных дисков (диаметры дисков 5—20 мм). Основную часть прибора составляют стальные или кварцевые диски / и 2, погружаемые в испытуемую жидкость 3. По емкости плоского конденсатора, с которым связан диск 2, измеряется расстояние Н между дисками. Нижний предел чувствительности указанного метода 0,022—0,025 мкм (в этом случае относительная погрешность составляет 12— 18%). [c.86] Для определения взаимодействия двух тел в жидкой среде применяли несколько вариантов прибора на одном из них можно измерять сопротивления граничного слоя жидкости [96]. [c.86] Определение взаимодействия тел в жидкой среде приборами, работа которых основана на принципе скрещенных нитей и плоскопараллельных дисков, весьма кропотливо и связано с преодолением ряда экспериментальных трудностей (вибрация, трение в сопряженных узлах и т. д.). Но еще большие трудности встречаются при исследовании взаимодействия конденсированных тел в газовой среде. Эти трудности связаны с повышенной чувствительностью силы взаимодействия тел к величине разделяющего их зазора в газовой среде по сравнению с жидкой. Поэтому прямые методы измерения взаимодействия, используемые в жидкой среде, в данном случае становятся непригодными. [c.86] Авторы [42] определяли силы взаимодействия на воздухе и в вакууме, изменяя величину зазора, разделяющего контактирующие тела, от 0,1 до 1 мкм, и по полученным результатам оценивали адгезию в жидкой среде, так как такая величина зазора характерна для адгезии именно в жидкой среде. Измерения силы взаимодействия не производились при непосредственном контакте тел, что представляло бы больщой интерес для изучения адгезии в воздушной среде. [c.87] Подобно весам Б. В. Дерягина (см. рис. П1, 15) был сконструирован ряд приборов, позволяющих изучать взаимодействие между сферической и плоской поверхностями [97]. [c.87] Рассмотренные выше методы и приборы позволили определить силы или энергию взаимодействия в зависимости от зазора, разделяющего два тела. По величине этой силы или энергии можно определить значения константы молекулярного взаимодействия. [c.87] Методы моделирования позволяют изучать адгезию двух тел и получать воспроизводимые результаты в зависимости от толщины и свойств зазора, разделяющего контактирующие тела [56, 68, 95—97]. Однако моделирование не может заменить методы определения сил адгезии путем отрыва частиц [99]. [c.87] Получение шарообразных частиц. При проведении опытов по определению сил адгезии необходимо устранить влияние формы частицы на адгезию. Для этого удобнее пользоваться шарообразными частицами. Часто применяют кварцевые и стеклянные порошки с частицами сферической формы [100]. Процесс приготовления порошков включает следующ,ие стадии дробление исходного материала, оплавление частиц в специальных электропечах или в пламени газовой горелки и сепарация частиц по фракциям [101]. В пламени газовой горелки или в электропечи частицы нагреваются, расплавляются, приобретая при этом под действием сил поверхностного натяжения шарообразную форму, и затем охлаждаются. При оплавлении частиц в пламени газовой горелки исходная пыль через воронку подается в воздушную линию и распыляется в пламени горелки. Для повышения температуры пламени газовой горелки, что необходимо при оплавлении крупных частиц (диаметром больше 50 мкм), применяют смесь кислорода с пропаном. Однако даже в этих условиях не происходит полного оплавления всех частиц размером выше 120 мкм. Для определения оптимальных условий оплавления (расход воздуха, кислорода и пропана температура пламени газовой горелки), а также выхода различных фракций продукта был применен прибор, схема которого показана на рис. П1, 16 [101]. [c.88] В электрической печи могут быть получены частицы диаметром 0,5—25 мкм, так как более крупные не успевают прогреться. Приготовление относительно крупных стеклянных сферических частиц с температурой размягчения стекла 550—600°С производят [102] в вертикальной керамической печи, основная часть которой состоит из сферической трубы высотой до 1 м. В трубе создается температура 1000—1100°С. В период свободного осаждения частицы успевают прогреться, оплавиться и приобрести шарообразную форму. [c.88] Подача исходной фракции частиц может осуществляться в нижнюю часть вертикальной трубы. [c.89] Скорость движения воздуха в этом случае в трубе должна превышать скорость свободного осаждения частиц. Разработанная методика [102] позволяет получать стеклянные шарообразные частицы, диаметр которых не превышает 250 мкм. Широко применяются способы получения шарообразных частиц размером 0,2—100 мкм из стали, из полистирола, из резины, каучука и пластика, из ртути, воска и парафина и других материалов. [c.89] Для выделения монодисперс-ной фракции оплавленных частиц можно использовать сита, водную или воздушную сепарацию. [c.89] Для получения монодисперсных фракций порошков используют метод вибросепарирования [104]. В основу метода положен принцип разделения частиц на фракции под действием колебаний рабочей поверхности, установленной под определенным углом. В результате колебаний наклонной поверхности мелкие частицы перемещаются в верхнюю часть этой поверхности, а крупные частицы— в нижнюю часть, чем достигается разделение частиц на фракции. [c.89] Установка для вибросепарирования (рис. III,17) состоит из вибратора 4, колебание которого возбуждаются звуковым генератором [104]. Исходная фракция из бункера 1 попадает на распределительный диск 2, а затем на поверхность диффузора 3, жестко связанного с диском и вибратором. Распределение порошков на фракции происходит на наклонной поверхности диффузора за счет упругих колебаний системы. Колебание диффузора осуществляется под действием звукового генератора. Мелкие частицы поднимаются вверх по конической поверхности диффузора и оседают в сборнике 5. Крупные частицы под действием силы тяжести ссыпаются в сборник 6. В установке использовался диффузор с углом конусности, равным 120°. При меньших значениях угла конусности диффузора наблюдается попадание мелких частиц в сборник 6, что снижает производительность установки. [c.89] Вибросепаратор позволяет разделять полиДисперснЫе порошки, например, на следующие фракции до 5 5—10 10—20 20—30 мкм. Его производительность зависит от дисперсного состава разделяемых порошков. Для разделения 1 кг порошков, диаметр частиц которых не превышает 90 мкм, на фракции, отличающиеся друг от друга размерами частиц с интервалом в 10 мкм, потребуется около 100 часов. [c.90] Принцип вибросепарирования можно использовать для разделения частиц различной формы [105]. Частицы неправильной формы прилипают к вибрирующей поверхности, а шарообразные частицы при определенных частотах и углах наклона поверхности будут двигаться вверх, преодолевая силы тяжести. В качестве поверхностей, к которым прилипают частицы неправильной формы, используют ацетат целлюлозы, эпоксидные и фенольные смолы, поли-винилфторид и полистирол. [c.90] Вернуться к основной статье