Úsáidimid fianáin chun feabhas a chur ar do thaithí. Trí leanúint ar aghaidh ag brabhsáil an tsuímh seo, aontaíonn tú lenár n-úsáid fianán. Faisnéis Bhreise.
Is éard atá i gceist le monarú breiseánach (AM) ná rudaí 3T a chruthú, sraith amháin thar a bheith tanaí ag an am, rud a fhágann go bhfuil sé níos costasaí ná próiseáil thraidisiúnta. Mar sin féin, ní dhéantar ach cuid bheag den phúdar a tháthú leis an gcomhpháirt le linn an phróisis tionóil. Ní chomhleáíonn an chuid eile, mar sin is féidir iad a athúsáid. I gcodarsnacht leis sin, má chruthaítear an réad ar an mbealach clasaiceach, is gnách go mbíonn muilleoireacht agus meaisínithe ag teastáil chun ábhar a bhaint.
Is iad airíonna an phúdair a chinneann paraiméadair an mheaisín agus ní mór iad a chur san áireamh ar an gcéad dul síos. Ní bheadh ​​costas AM eacnamaíoch ós rud é go bhfuil an púdar neamhleáite éillithe agus nach féidir é a athchúrsáil. Bíonn dhá fheiniméan mar thoradh ar dhíghrádú púdair: modhnú ceimiceach an táirge agus athruithe ar airíonna meicniúla amhail moirfeolaíocht agus dáileadh méid na gcáithníní.
Sa chéad chás, is é an príomhthasc struchtúir sholadacha ina bhfuil cóimhiotail íona a chruthú, mar sin ní mór dúinn éilliú an phúdair a sheachaint, mar shampla, le hocsaídí nó níotráidí. Sa feiniméan deireanach sin, tá na paraiméadair seo bainteach le leachtacht agus inleathadh. Dá bhrí sin, is féidir le haon athrú ar airíonna an phúdair dáileadh neamhaonfhoirmeach an táirge a bheith mar thoradh air.
Léiríonn sonraí ó fhoilseacháin le déanaí nach féidir le sreabhmhéadair chlasaiceacha faisnéis leordhóthanach a sholáthar faoi dháileadh púdair in AM bunaithe ar an leaba púdair. Maidir le tréithriú an amhábhair (nó an phúdair), tá roinnt modhanna tomhais ábhartha ar an margadh ar féidir leo an riachtanas seo a shásamh. Ní mór don staid struis agus don réimse sreafa púdair a bheith mar an gcéanna sa socrú tomhais agus sa phróiseas. Níl láithreacht ualaí comhbhrúiteacha comhoiriúnach leis an sreabhadh dromchla saor a úsáidtear i bhfeistí IM i dtástálaithe lomadh agus i réaiméadair chlasaiceacha.
Tá sreabhadh oibre forbartha ag GranuTools chun púdar AM a shainiú. Is é an príomhsprioc atá againn ná uirlis insamhalta próisis chruinn a chur i ngach geoiméadracht, agus úsáidtear an sreabhadh oibre seo chun éabhlóid cháilíocht an phúdair i bpróisis phriontála éagsúla a thuiscint agus a rianú. Roghnaíodh roinnt cóimhiotail chaighdeánacha alúmanaim (AlSi10Mg) le haghaidh tréimhsí éagsúla ag ualaí teirmeacha éagsúla (ó 100 go 200 °C).
Is féidir díghrádú teirmeach a rialú trí anailís a dhéanamh ar chumas an phúdair muirear leictreach a charnadh. Rinneadh anailís ar na púdair maidir le hinbhuanaitheacht (ionstraim GranuDrum), cinéitic pacála (ionstraim GranuPack) agus iompar leictreastatach (ionstraim GranuCharge). Tá tomhais chomhtháthaithe agus cinéitice pacála oiriúnach chun cáilíocht an phúdair a rianú.
Beidh innéacsanna comhtháthaithe ísle ag púdair atá éasca le cur i bhfeidhm, agus beidh páirteanna meicniúla a bhfuil tréscaoilteacht níos ísle acu i gcomparáid le táirgí atá níos deacra a líonadh mar thoradh ar phúdair a bhfuil dinimic líonta thapa acu.
Tar éis roinnt míonna stórála inár saotharlann, roghnaíodh trí phúdar cóimhiotal alúmanaim le dáiltí méide cáithníní éagsúla (AlSi10Mg) agus sampla amháin cruach dhosmálta 316L, dá ngairtear samplaí A, B agus C anseo. D’fhéadfadh airíonna na samplaí a bheith difriúil ó mhonaróirí eile. Tomhaiseadh dáileadh méide cáithníní an tsampla trí anailís difreactachta léasair/ISO 13320.
Ós rud é go rialaíonn siad paraiméadair an mheaisín, ní mór airíonna an phúdair a chur san áireamh ar dtús, agus má mheastar go bhfuil púdair neamhleáite éillithe agus neamh-in-athchúrsáilte, níl monarú breiseánach chomh heacnamaíoch agus a bheifeá ag súil leis. Dá bhrí sin, déanfar imscrúdú ar thrí pharaiméadar: sreabhadh púdair, dinimic pacála agus leictreastataic.
Tá baint ag inleathadh le haonfhoirmeacht agus “réidheacht” an chiseal púdair tar éis na hoibríochta athchótaithe. Tá sé seo an-tábhachtach mar is fusa dromchlaí réidhe a phriontáil agus is féidir iad a scrúdú leis an uirlis GranuDrum le tomhas innéacs greamaitheachta.
Ós rud é gur pointí laga in ábhar iad na póir, is féidir leo scoilteanna a bheith mar thoradh orthu. Is í dinimic an líonta an dara paraiméadar tábhachtach toisc go soláthraíonn púdair líonta tapa íseal-phóiriúlachta. Déantar an t-iompar seo a thomhas le GranuPack le luach n1/2.
Cruthaíonn láithreacht luchtanna leictreacha sa phúdar fórsaí comhtháite a mbíonn foirmiú comhiomlánaithe mar thoradh orthu. Déanann GranuCharge tomhas ar chumas púdair muirear leictreastatach a ghiniúint nuair a bhíonn siad i dteagmháil le hábhair roghnaithe le linn sreabhadh.
Le linn próiseála, is féidir le GranuCharge meath an tsreafa a thuar, mar shampla, agus ciseal á fhoirmiú in AM. Dá bhrí sin, tá na tomhais a fhaightear an-íogair do staid dhromchla an ghráin (ocsaídiú, éilliú agus garbhacht). Is féidir aosú an phúdair aisghafa a chainníochtú go cruinn ansin (±0.5 nC).
Is modh tomhais sreabhadh púdair cláraithe é an GranuDrum atá bunaithe ar phrionsabal an druma rothlaigh. Tá leath den sampla púdair i sorcóir cothrománach le ballaí taobh trédhearcacha. Rothlaíonn an druma timpeall a ais ag luas uilleach 2 go 60 rpm, agus tógann an ceamara CCD pictiúir (ó 30 go 100 íomhá ag eatraimh 1 soicind). Aithnítear an comhéadan aeir/púdair ar gach íomhá ag baint úsáide as algartam braite imeall.
Ríomh suíomh meánach an chomhéadain agus na luaineachtaí timpeall an tsuímh mheáin seo. I gcás gach luas rothlaithe, ríomhtar uillinn an tsreafa (nó “uillinn scíthe dinimiciúil”) αf ón suíomh meánach comhéadain, agus déantar anailís ar an bhfachtóir comhtháthaithe dinimiciúil σf a bhaineann le nascadh idirghráin ó luaineachtaí comhéadain.
Bíonn tionchar ag roinnt paraiméadar ar an uillinn sreafa: frithchuimilt, cruth agus comhtháthú idir cáithníní (fórsaí van der Waals, leictreastatacha agus ribeach). Bíonn sreabhadh uaineach mar thoradh ar phúdair chomhtháthaithe, agus bíonn sreabhadh rialta mar thoradh ar phúdair neamh-slaodacha. Freagraíonn luachanna ísle den uillinn sreafa αf do shreabhadh maith. Freagraíonn innéacs greamaitheachta dinimiciúil gar do náid do phúdar neamh-chomhtháthaithe, agus mar sin de réir mar a mhéadaíonn greamaitheacht an phúdair, méadaíonn an t-innéacs greamaitheachta dá réir.
Le GranuDrum is féidir leat an chéad uillinn den mhaolán sneachta agus aerú an phúdair le linn an tsreafa a thomhas, chomh maith le hinnéacs greamaitheachta σf agus uillinn an tsreafa αf a thomhas ag brath ar luas an rothlaithe.
Tá tomhais dlús toirte, dlús tapála agus cóimheas Hausner an GranuPack (ar a dtugtar “tástálacha tapála” freisin) oiriúnach chun púdair a shainiú mar gheall ar a n-éascaíocht agus a luas tomhais. Is paraiméadair thábhachtacha iad dlús an phúdair agus an cumas a dhlús a mhéadú le linn stórála, iompair, comhiomlánaithe, etc. Tá na nósanna imeachta molta leagtha amach sa Pharmacopoeia.
Tá trí mhíbhuntáiste mhóra ag baint leis an tástáil shimplí seo. Braitheann an tomhas ar an oibreoir, agus bíonn tionchar ag an modh líonta ar thoirt tosaigh an phúdair. Is féidir earráidí tromchúiseacha a bheith sna torthaí nuair a thomhaistear an toirt iomlán. Mar gheall ar shimplíocht an turgnaimh, níor chuireamar san áireamh dinimic an chomhdhlúthaithe idir na tomhais tosaigh agus deiridh.
Rinneadh anailís ar iompar an phúdair a bheathraíodh isteach san asraon leanúnach ag baint úsáide as trealamh uathoibrithe. Tomhais comhéifeacht Hausner Hr, dlús tosaigh ρ(0) agus dlús deiridh ρ(n) go cruinn tar éis n cliceáil.
De ghnáth, socraítear líon na dtapanna ag n=500. Is tomhas dlúis tapála uathoibrithe agus ardteicneolaíochta é an GranuPack atá bunaithe ar thaighde dinimiciúil le déanaí.
Is féidir innéacsanna eile a úsáid, ach níl siad ar fáil anseo. Cuirtear an púdar i bhfeadán miotail trí phróiseas dian tosaithe uathoibrithe. Baineadh easpórtáil an pharaiméadair dhinimiciúil n1/2 agus an dlús uasta ρ(∞) as an gcuar dlúthaithe.
Tá sorcóir log éadrom suite ar bharr leaba an phúdair chun an comhéadan púdair/aeir a choinneáil cothrom le linn dlúthaithe. Ardaíonn an feadán ina bhfuil an sampla púdair go dtí airde sheasta ΔZ agus titeann sé go saor ag airde a shocraítear de ghnáth ag ΔZ = 1 mm nó ΔZ = 3 mm, a thomhaistear go huathoibríoch tar éis gach teagmhála. Ríomh toirt V an chairn ón airde.
Is é an dlús an cóimheas idir an mhais m agus toirt an tsraith púdair V. Tá mais an phúdair m ar eolas, agus cuirtear an dlús ρ i bhfeidhm tar éis gach imbhuailte.
Tá comhéifeacht Hausner Hr gaolmhar leis an bhfachtóir dlúthaithe agus déantar anailís air leis an gcothromóid Hr = ρ(500) / ρ(0), áit a seasann ρ(0) don dlús toirte tosaigh agus seasann ρ(500) don sreabhadh ríofa tar éis 500 timthriall. Tap dlúis. Agus modh GranuPack á úsáid, is féidir na torthaí a atáirgeadh ag baint úsáide as méid beag púdair (35 ml de ghnáth).
Is iad airíonna an phúdair agus airíonna an ábhair as a ndéantar an fheiste príomhpharaiméadair. Le linn an tsreafa, gintear muirir leictreastatacha taobh istigh den phúdar mar gheall ar an éifeacht thríbhileictreach, arb é malartú muirir é nuair a thagann dhá sholad i dteagmháil lena chéile.
Nuair a shreabhann an púdar taobh istigh den fheiste, tarlaíonn éifeacht thriboleictreach ag an teagmháil idir na cáithníní agus ag an teagmháil idir na cáithníní agus an fheiste.
Nuair a dhéanann an GranuCharge teagmháil leis an ábhar roghnaithe, tomhaiseann sé go huathoibríoch an méid muirir leictreastatach a ghintear taobh istigh den phúdar le linn an tsreafa. Sníonn an sampla púdair taobh istigh den fheadán V-chreathach agus titeann sé isteach i gcupán Faraday atá ceangailte le leictreaiméadar a thomhaiseann an muirear a fhaightear de réir mar a ghluaiseann an púdar taobh istigh den fheadán V. Chun torthaí in-athchruthaithe a fháil, bain úsáid as gléas rothlach nó creathach chun feadáin V a bheathú go minic.
Fágann an éifeacht thríbheictreach go bhfaigheann réad amháin leictreoin ar a dhromchla agus dá bhrí sin go mbíonn sé luchtaithe go diúltach, agus cailleann réad eile leictreoin agus dá bhrí sin go mbíonn sé luchtaithe go dearfach. Faigheann roinnt ábhar leictreoin níos éasca ná a chéile, agus ar an gcaoi chéanna, cailleann ábhair eile leictreoin níos éasca.
Braitheann cé acu ábhar a éiríonn diúltach agus cé acu a éiríonn dearfach ar chlaonadh coibhneasta na n-ábhar lena mbaineann leictreoin a fháil nó a chailleadh. Chun na treochtaí seo a léiriú, forbraíodh an tsraith thríbheictreach a thaispeántar i dTábla 1. Liostaítear ábhair a bhfuil treocht luchta dearfach acu agus ábhair eile a bhfuil treocht luchta diúltach acu, agus liostaítear modhanna ábhartha nach léiríonn aon treocht iompraíochta i lár an tábla.
Ar an láimh eile, ní sholáthraíonn an tábla ach faisnéis faoi threochtaí in iompar luchtaithe ábhar, mar sin cruthaíodh GranuCharge chun luachanna uimhriúla cruinne a sholáthar maidir le hiompar luchtaithe púdair.
Rinneadh roinnt turgnaimh chun dianscaoileadh teirmeach a anailísiú. Cuireadh na samplaí ag 200°C ar feadh uair an chloig go dhá uair an chloig. Ansin déantar anailís láithreach ar an púdar le GranuDrum (ainm te). Cuireadh an púdar i gcoimeádán ansin go dtí go sroich sé teocht chomhthimpeallach agus ansin rinneadh anailís air ag baint úsáide as GranuDrum, GranuPack agus GranuCharge (i.e. “fuar”).
Rinneadh anailís ar shamplaí amha ag baint úsáide as GranuPack, GranuDrum agus GranuCharge ag an taiseachas/teocht chéanna sa seomra (i.e. 35.0 ± 1.5% RH agus teocht 21.0 ± 1.0 °C).
Ríomhann an t-innéacs comhtháthaithe inbhuanaitheacht púdair agus comhghaolaíonn sé le hathruithe i suíomh an chomhéadain (púdar/aer), nach bhfuil ann ach trí fhórsa teagmhála (fórsaí van der Waals, fórsaí ribeach agus fórsaí leictreastatacha). Roimh an turgnamh, taifeadadh an taiseachas coibhneasta aeir (RH, %) agus an teocht (°C). Ansin doirteadh an púdar isteach sa druma, agus cuireadh tús leis an turgnamh.
Tháinig muid ar an gconclúid nach bhfuil na táirgí seo so-ghabhálach i leith comhghreamaithe agus paraiméadair thixotrópacha á mbreithniú. Is suimiúil gur athraigh strus teirmeach iompar reolaíoch púdair shamplaí A agus B ó thiúsú lomadh go tanú lomadh. Ar an láimh eile, níor chuir teocht isteach ar Shamplaí C agus SS 316L agus níor léirigh siad ach tiúsú lomadh. Bhí inleathadh níos fearr (i.e. innéacs comhtháthaithe níos ísle) ag gach púdar tar éis téimh agus fuaraithe.
Braitheann éifeacht na teochta freisin ar achar sonrach na gcáithníní. Dá airde seoltacht theirmeach an ábhair, is ea is mó an éifeacht ar an teocht (i.e. ???225°?=250?.?-1.?-1) agus ???316?. 225°?=19?.?-1.?-1). Dá lú an cáithnín, is ea is mó éifeacht na teochta. Tá púdair chóimhiotal alúmanaim den scoth le haghaidh feidhmeanna ardteochta mar gheall ar a n-inleathadh méadaithe, agus fiú amháin bíonn sreabhacht níos fearr ag eiseamail fhuaraithe ná na púdair bhunaidh.
I gcás gach turgnamh GranuPack, taifeadadh mais an phúdair roimh gach turgnamh, agus bhuaileadh an sampla 500 uair le minicíocht tionchair 1 Hz le titim shaor 1 mm sa chill tomhais (fuinneamh tionchair ∝). Dáiltear an sampla isteach sa chill tomhais de réir threoracha bogearraí neamhspleácha don úsáideoir. Ansin rinneadh na tomhais a athdhéanamh faoi dhó chun an in-atáirgtheacht a mheas agus rinneadh imscrúdú ar an meán agus ar an diall caighdeánach.
Tar éis anailís GranuPack a bheith críochnaithe, déantar an dlús toirte tosaigh (ρ(0)), an dlús toirte deiridh (ag il-tapálacha, n = 500, i.e. ρ(500)), cóimheas Hausner/innéacs Carr (Hr/Cr) agus dhá pharaiméadar clárúcháin (n1/2 agus τ) a bhaineann le cinéitic chomhdhlúthaithe a mheas. Taispeántar an dlús is fearr ρ(∞) freisin (féach Aguisín 1). Athstruchtúraíonn an tábla thíos na sonraí turgnamhacha.
Léiríonn Fíor 6 agus 7 an cuar dlúthaithe foriomlán (dlús toirte i gcoinne líon na dtionchar) agus an cóimheas paraiméadar n1/2/Hausner. Taispeántar barraí earráide arna ríomh ag baint úsáide as an meán ar gach cuar, agus ríomhadh na diallais chaighdeánacha trí thástáil in-athdhéantachta.
Ba é an táirge cruach dhosmálta 316L an táirge ba throime (ρ(0) = 4.554 g/mL). Maidir le dlús tapála, is é SS 316L an púdar ba throime fós (ρ(n) = 5.044 g/mL), agus ina dhiaidh sin Sampla A (ρ(n) = 1.668 g/mL), agus ina dhiaidh sin Sampla B (ρ(n) = 1.668 g/ml). /ml) (n) = 1.645 g/ml). Ba é Sampla C an ceann ba ísle (ρ(n) = 1.581 g/mL). De réir dlús toirte an phúdair tosaigh, feicimid gurb é sampla A an ceann is éadroime, agus na hearráidí (1.380 g / ml) á gcur san áireamh, tá an luach céanna ag samplaí B agus C.
De réir mar a théitear an púdar, laghdaíonn a chóimheas Hausner, agus ní tharlaíonn sé seo ach le samplaí B, C, agus SS 316L. I gcás sampla A, ní raibh sé indéanta é a dhéanamh mar gheall ar mhéid na mbarraí earráide. I gcás n1/2, tá an líneáil treochta paraiméadrach níos casta. I gcás sampla A agus SS 316L, laghdaigh luach n1/2 tar éis 2 uair an chloig ag 200°C, agus i gcás púdair B agus C, mhéadaigh sé tar éis luchtú teirmeach.
Baineadh úsáid as friothálaí creathach do gach turgnamh GranuCharge (féach Fíor 8). Baineadh úsáid as feadánra cruach dhosmálta 316L. Rinneadh na tomhais arís agus arís eile trí huaire chun in-atáirgtheacht a mheas. Ba é meáchan an táirge a úsáideadh do gach tomhas ná thart ar 40 ml agus níor aisghabhadh aon phúdar tar éis an tomhais.
Roimh an turgnamh, taifeadadh meáchan an phúdair (mp, g), taiseachas coibhneasta an aeir (RH, %), agus teocht (°C). Ag tús na tástála, tomhaiseadh dlús luchta an phúdair phríomhúil (q0 i µC/kg) tríd an bpúdar a chur i gcupán Faraday. Ar deireadh, socraíodh mais an phúdair agus ríomhadh an dlús luchta deiridh (qf, µC/kg) agus Δq (Δq = qf – q0) ag deireadh an turgnaimh.
Taispeántar na sonraí amha GranuCharge i dTábla 2 agus i bhFíor 9 (is é σ an diall caighdeánach a ríomhtar ó thorthaí na tástála atáirgtheachta), agus taispeántar na torthaí mar histagram (ní thaispeántar ach q0 agus Δq). Tá an lucht tosaigh is ísle ag SS 316L; d'fhéadfadh sé seo a bheith mar gheall ar an bhfíric go bhfuil an PSD is airde ag an táirge seo. Maidir le luchtú tosaigh púdair chóimhiotail alúmanaim phríomhúil, ní féidir aon chonclúidí a bhaint amach mar gheall ar mhéid na n-earráidí.
Tar éis teagmhála le píopa cruach dhosmálta 316L, fuair sampla A an méid luchta is lú, agus léirigh púdair B agus C treocht chomhchosúil, má chuimilíodh púdar SS 316L i gcoinne SS 316L, fuarthas dlús luchta gar do 0 (féach an tsraith thríbheictreach). Tá táirge B níos luchtaithe fós ná A. I gcás sampla C, leanann an treocht ar aghaidh (lucht tosaigh dearfach agus muirear deiridh tar éis sceitheadh), ach méadaíonn líon na luchtanna tar éis díghrádú teirmeach.
Tar éis 2 uair an chloig de strus teirmeach ag 200 °C, bíonn iompar an phúdair an-suimiúil. I samplaí A agus B, laghdaigh an lucht tosaigh agus aistríodh an lucht deiridh ó dhiúltach go dearfach. Bhí an lucht tosaigh is airde ag púdar SS 316L agus tháinig athrú dearfach ar a dhlús luchta ach d'fhan sé íseal (i.e. 0.033 nC/g).
Rinneamar imscrúdú ar éifeacht an díghrádaithe theirmigh ar iompar comhcheangailte púdair chóimhiotal alúmanaim (AlSi10Mg) agus cruach dhosmálta 316L, agus rinneadh anailís ar na púdair bhunaidh tar éis 2 uair an chloig ag 200°C san aer.
Is féidir le húsáid púdair ag teochtaí arda sreabhadh an táirge a fheabhsú, éifeacht a bhfuil an chuma uirthi go bhfuil sí níos tábhachtaí i gcás púdair a bhfuil achar sonrach ard acu agus ábhair a bhfuil seoltacht theirmeach ard acu. Baineadh úsáid as GranuDrum chun sreabhadh a mheas, baineadh úsáid as GranuPack le haghaidh anailíse pacála dinimiciúil, agus baineadh úsáid as GranuCharge chun tríleictreachas púdair i dteagmháil le píopa cruach dhosmálta 316L a anailísiú.
Cinneadh na torthaí seo ag baint úsáide as GranuPack, a léirigh feabhas ar chomhéifeacht Hausner do gach púdar (seachas sampla A, mar gheall ar mhéid na n-earráidí) tar éis an phróisis struis theirmigh. Ní bhfuarthas aon treocht shoiléir don pharaiméadar pacála (n1/2) toisc gur léirigh roinnt táirgí méadú ar luas pacála agus go raibh éifeacht chodarsnachta ag cinn eile (m.sh. Samplaí B agus C).