Результаты исследования гранулометрического состава порошков

От метода получения порошков зависят их размеры, которые могут варьироваться в достаточно значительных интервалах, которые могут начинаться от долей микрон до сотен и даже тысяч микрон.

Полученные методом ЭЭД, из отходов быстрорежущих сталей (БРС) Р6М5 порошок обладает довольно широким диапазоном расположения частиц по размерам, который может варьироваться от нескольких нанометров до сотен микрон [104, 107]. Возможно получать порошки с различным средним размером частиц при изменении энергии импульса. И даже если порошок был получен на одном режиме, он также будет обладать широким диапазоном изменения частиц по размерам, как следствие, реализации в одно и то же время трех механизмов образования частиц.

Полученные кристаллизацией паров материала хлопьевидные частицы обладают размером от нескольких нанометров до 1 микрона (как правило). В основном они создают агломераты либо облепляют самые крупные частицы.

Эллиптические и сферические частицы образуются кристаллизацией расплавленного материала, в зависимости от режима их получения, они могут быть диаметром от десятков нанометров до сотен микрон,.

Осколочные частицы получены хрупким разрушением материала, они как правило, имеют средний размер (от единиц до сотен микрон), которые были образованны в результате термического и механического на них воздействия при электроэрозионном диспергировании.

Методом ЭЭД получен средний размер частиц порошка, на данный размер влияет энергия разряда (импульса) и напряжение на электродах реактора (напряжения питания установки ЭЭД), напряжения пробоя РЖ, емкости разрядных конденсаторов, размеров диспергируемого материала, а также его эрозионной стойкости, геометрических параметров реактора (расстояние между электродами).

Для того чтобы получать порошки заданных размеров, рациональнее менять емкость разрядных конденсаторов либо напряжение на электродах реактора, зависящие от напряжения питания установки ЭЭД (генератора импульсов), после чего постоянными оставлять все остальные параметры.

При других равных условиях, с повышением емкости разрядных конденсаторов либо напряжения на электродах реактора средний размер частиц порошка, как правило, повышается из-за увеличения энергии импульса (энергии заряда-разряда разрядных конденсаторов), которая идет на расплавление части материала.

Результаты анализа гранулометрического состава порошка БРС марки Р6М5, который получен в водной среде представлены в таблице 3.1 и на рисунке 3.2.

Таблица 3.1 – Результаты исследования распределения по размерам частиц порошка

Примечание – D50 (50% частиц) − 10, 435 мкм, то есть частиц, размером меньше или равно 10, 435 мкм, в порошке содержится 50% от общего объема.

На рисунке 3.2 представлена: интегральная кривая 1 и гистограмма 2. Любая точка интегральной кривой (левая шкала) показывает, на сколько процентов образца имеет размер частиц меньше либо равно данного. Гистограмма (правая шкала) показывает количество образца с данным размером частиц.

(U=135 В, С=5 мкФ, 1 − интегральная кривая; 2 − гистограмма)

Рисунок 3.2 – Гранулометрический состав порошка БРС Р6М5

На основании данных результатов, которые приведены в таблице 4.1 и на рисунке 4.2, представлен средний размер частиц - 16, 88 мкм, арифметическое значение составляет 16, 883 мкм, удельная площадь поверхности составляет 28476, 27 см²/см³.

Для определения размера частиц, а также для анализа их формы может быть использована информация дифракционных картин. Частицы несферической формы рассеивают излучение в их предпочтительных пространственных направлениях. Если в лазерный пучок попадает очень большое количество частиц, то на основе получаемой информации можно проанализировать формы. Установлено, что коэффициент элонгации (удлинения) частиц размером 10, 435 мкм составляет 1, 25, это говорит о том, что частицы данного порошка имеют сферическую форму.