Caracterização de materiais particulados. PMT 2412 aula 3 Caracterização de pós

Transcrição

1 Caracterização de materiais particulados 1

2 caracterização Forma Tamanho Distribuição de tamanho Densidade aparente escoabilidade 2

3 Caracterização dos pós Formas e tamanhos Diferentes Afetam mistura e compactação. Em geral, tamanho variado é benéfico. 3

4 Forma Avaliação qualitativa Esférica, alongada, acicular, flocos Razão de aspecto Medida em imagem de microscópio Razão = dimensão maior / dimensão menor 4

5 A importância do tamanho de partícula Nos materiais sinterizados Muitas propriedades dependem do tamanho de grão, que por sua vez depende do tamanho de partícula Nos materiais em que a porosidade é relevante, ela depende da distribuição de tamanho de partícula O processamento é sensível a distribuição de tamanho 5

6 Tamanho de partícula Tamanho médio diâmetro médio equivalente Distribuição de tamanho 6

7 tamanho: Parâmetros geométricos S=πD 2 V=4πr 3 /3 7

8 Métodos indiretos de medir tamanho médio BET: área superficial média (em m 2 /g), medida por adsorçãodessorção de gas. Fisher Subsieve size: tamanho Fisher subpeneira. Mede tamanho médio abaixo de 10 μm por perda de carga (diferença de pressão) em fluxo de ar. 8

9 Distribuição de tamanho Peneiramento: partículas maiores que 20um Sedimentação espalhamento de luz (light scattering) 9

10 PENEIRAMENTO 10

11 TAMANHO (MESH) -100/+200 mesh: negativo significa passante. positivo significa retido naquela peneira. Mesh: numero de aberturas por polegada quadrada 11

12 Exemplos de distribuição de tamanho por peneiramento 12

13 MEDIDA DE TAMANHO POR TÉCNICAS DE SEDIMENTAÇÃO 13

14 where: Lei de Stokes F d is the frictional force acting on the interface between the fluid and the particle (in N), And μ or η is the fluid's viscosity (in [kg m -1 s -1 ]), water is 10-3 kg/ms R is the radius of the spherical object (in m), and V is the particle's velocity (in m/s). Combinando com a força da gravidade resulta em 14

15 SEDIMENTAÇÃO 15

16 16

17 Espalhamento de luz 17

18 Exemplo de resultado do espalhamento laser 18

19 DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DE PARTÍCULA DISTRIBUIÇÃO LOG NORMAL 19

20 DIFERENÇAS NAS DISTRIBUIÇÕES 20

21 Distribuição log-normal Em probabilidade e estatística, uma variável aleatória X tem a distribuição log-normal quando o seu logaritmo tem a distribuição normal. Logo, sua função de densidade é 21

22 o gráfico log normal Log: tamanho Normal: frequencia 22

23 Densidade aparente A densidade aparente afeta a dimensão do compactado 23

24 DENSIDADE APARENTE Apparent density of a metal powder, or the weight of a unit volume of loose powder expressed in grams per cubic centimeter, is one of the fundamental properties of a powder. This characteristic defines the actual volume occupied by a mass of loose powder, which directly affects processing parameters such as the design of compaction tooling and the magnitude of the press motions required to compact and densify loose powder. In most compacting operations, dies are filled by volume measure, and presses operate either to a fixed position or a fixed pressure. If the press operates to a fixed position, pressure can be maintained at a constant level only if the apparent density of the powder does not change. If, however, the press operates to a fixed pressure, consistency in apparent density is necessary to ensure compacts of equal height. Small fluctuations in apparent density can be compensated for by adjustments of pressure or stroke of the presses, but large-scale compacting requires that the apparent density of the powder be controlled within close limits. 24

25 DENSIDADE APARENTE 25

26 EFEITO DA FORMA NA DENSIDADE APARENTE 26

27 DENSIDADE APARENTE EFEITO DE MISTURAR DOIS TAMANHOS DE PARTÍCULA: as pequenas ficam nos interstícuios das grandes, aumentando a densidade aparente 27

28 DENSIDADE BATIDA Medida da densidade aparente após vibração. O movimento entre as partículas diminui o atrito entre elas e e as empacota. Na prática industrial, indica o grau de empacotamento induzido em containers e embalagens. 28

29 ESCOABILIDADE 29

30 MEDIDA DA ESCOABILIDADE 30

31 APARATO EXPERIMENTAL 31

32 ESCOABILIDADE DE PÓS METÁLICOS 32

33 EFEITO DA DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO NA DENSIDADE APARENTE E ESCOABILIDADE 33

34 Segregação de tamanho Existe tendência das partículas pequenas concentrarem-se no centro da pilha, ou do container. 34

35 Referências German Carvalho Ferreira (pulverometalurgia) Metals Handbook v. 7 35