pengenalan
Alumina Bercantum Putih (WFA)ialah bahan alumina bercantum industri yang dihasilkan oleh gabungan arka elektrik alumina terkalsin. Ia digunakan dalam aplikasi pelelas dan refraktori terpilih di mana sifat seperti komposisi kimia, kekerasan, ciri zarah dan tingkah laku suhu tinggi mungkin berkaitan.
Penilaian WFA boleh berlaku pada dua tahap yang berbeza:
1. Pencirian bijirin atau serbuk WFA itu sendiri
2. Pengujian alat yang melelas atau formulasi refraktori yang mengandungi WFA
Ini bukan ukuran kualiti WFA yang boleh ditukar ganti. Pencirian bahan menerangkan butiran atau serbuk yang dibekalkan, manakala ujian peringkat aplikasi menilai kelakuan sistem pelelas atau refraktori lengkap di bawah keadaan yang ditetapkan.
Pencirian Bahan lwn. Ujian Tahap Aplikasi
Pencirian peringkat bahan meliputi sifat dan spesifikasi yang diukur pada butiran atau serbuk WFA. Bergantung pada gred produk dan penggunaan yang dimaksudkan, ini mungkin termasuk saiz zarah atau sebutan pasir, komposisi kimia, ketumpatan pukal, morfologi zarah dan kekerasan sebagai ciri bahan rujukan.
Ujian peringkat aplikasi menilai produk atau formulasi yang mengandungi WFA. Contohnya termasuk nisbah pengisaran dan kekasaran permukaan bahan kerja untuk sistem pelelas, dan ujian refraktori di bawah beban (RUL) atau kakisan untuk badan refraktori. Keputusan ini bergantung pada alat lengkap atau formulasi refraktori, prosedur ujian dan bahan kerja atau persekitaran perkhidmatan dan bukannya pada butiran WFA sahaja.
Analisis Saiz Zarah dan Pengelasan Grit
Saiz zarah ialah parameter spesifikasi WFA yang penting. Kepentingannya bergantung pada aplikasi kasar atau refraktori yang dimaksudkan, reka bentuk produk dan keadaan pemprosesan. Tiada bujangtaburan saiz zarahadalah optimum untuk setiap aplikasi.
Penggredan Berasaskan Ayak
Untuk gred butiran kasar yang lebih kasar, penggredan berasaskan ayak adalah pendekatan standard. Sampel perwakilan disalurkan melalui satu siri ayak dengan bukaan yang ditentukan, dan jisim yang dikekalkan pada ayak yang berkaitan digunakan untuk menilai taburan saiz bijian.
Julat saiz zarah yang berbeza dan sistem penggredan kasar mungkin menggunakan prosedur pengukuran atau pengelasan yang berbeza. Penamaan mesh, nilai saiz zarah yang diukur, dan sebutan pasir kasar menggambarkan ciri yang berkaitan tetapi berbeza dan tidak boleh dianggap sebagai setara secara langsung.
Untuk butiran pelelas terikat, ISO 8486-1 meliputi makrogrit F4 hingga F220, manakala ISO 8486-2 meliputi mikrogrit F230 hingga F2000 dalam skop yang ditentukan oleh piawaian tersebut.
Pembelahan Laser untuk Serbuk Halus
Pembelauan laser boleh digunakan untuk mencirikan serbuk WFA yang lebih halus. Dalam kaedah ini, zarah tersebar berinteraksi dengan pancaran laser, dan corak penyebaran cahaya yang terhasil digunakan untuk mengira taburan saiz zarah melalui model optik.
Saiz yang dilaporkan adalah berdasarkan perwakilan sfera setara dan bukannya pengukuran langsung geometri tiga dimensi bagi setiap zarah tidak sekata. Oleh itu, keputusan boleh bergantung pada penyediaan sampel, keadaan serakan, aglomerasi, tetapan optik dan prosedur pengukuran.
ISO 13320:2020 menyediakan rangka kerja umum untuk analisis saiz zarah melalui pembelauan laser. Ia adalah piawaian kaedah pengukuran dan tidak dengan sendirinya mentakrifkan gred pasir kasar WFA.
Mengapa Kaedah Saiz Zarah Tidak Boleh Ditukar
Penggredan berasaskan ayak dan pembelauan laser beroperasi mengikut prinsip pengukuran yang berbeza dan keputusannya tidak boleh dianggap sebagai boleh ditukar ganti secara langsung.
Sebagai contoh, D50 yang diperoleh melalui pembelauan laser ialah parameter statistik dalam taburan saiz zarah yang diukur. Ia tidak bersamaan secara automatik dengan gred F-grit, P-grit atau sebutan gred kasar yang lain.
Oleh itu, data saiz zarah hendaklah ditafsirkan bersama kaedah ujian, parameter yang dilaporkan, sistem penggredan dan spesifikasi produk yang berkenaan.
Ketumpatan Pukal
Ketumpatan pukal ialah jisim kuantiti butiran kasar dibahagikan dengan isipadu yang didudukinya di bawah keadaan ujian yang ditentukan. Oleh kerana hasilnya bergantung pada cara bahan dimasukkan ke dalam bekas pengukur, prosedur yang berkenaan hendaklah dinyatakan apabila nilai ketumpatan pukal dibandingkan.
Ketumpatan pukal berbeza daripada ketumpatan diketuk dan daripada ukuran ketumpatan bahan seperti ketumpatan rangka atau ketumpatan sebenar.
Untuk butiran kasar, ISO 9136-1:2004 menentukan kaedah ujian ketumpatan pukal untuk makrogrit, manakala ISO 9136-2:1999 menangani mikrogrit. Penggunaannya hendaklah mengikut bahan dan skop julat saiz yang ditakrifkan dalam piawaian masing-masing.
Nilai ketumpatan pukal yang lebih tinggi tidak seharusnya ditafsirkan secara automatik sebagai bahan unggul atau prestasi aplikasi. Hasilnya boleh dipengaruhi oleh taburan saiz zarah, morfologi, dan prosedur pengukuran yang ditentukan.
Morfologi Zarah
Morfologi zarah, termasuk bentuk butiran dan ciri permukaan, juga boleh dinilai jika berkaitan.
Morfologi boleh berinteraksi dengan taburan saiz zarah dan pembolehubah bahan lain untuk mempengaruhi pengendalian serbuk, tingkah laku pembungkusan dan tingkah laku sentuhan yang melelas. Oleh itu, ia harus dipertimbangkan bersama dengan ciri gred lain dan bukannya digunakan sebagai penunjuk prestasi yang berdiri sendiri.
Komposisi Kimia dan Profil Oksida
Komposisi kimia ialah kawasan spesifikasi gred WFA yang penting. WFA kebanyakannya terdiri daripada aluminium oksida (Al2O3), manakala kepekatan juzuk sekunder berbeza-beza mengikut gred dan spesifikasi produk.
Bergantung pada gred, kimia yang dilaporkan mungkin termasuk parameter seperti Na2O, SiO2, Fe2O3, dan TiO2. Contoh-contoh ini tidak menyeluruh, dan had komposisi yang berkaitan bergantung pada spesifikasi produk yang berkenaan.
Pendarfluor sinar-X (XRF) biasanya digunakan untuk analisis unsur, dengan keputusan analisis sering dilaporkan sebagai kepekatan setara oksida. Kaedah kimia basah juga boleh digunakan untuk analit terpilih menggunakan penyediaan sampel dan prosedur analisis yang sesuai dengan bahan dan komponen sasaran.
Komposisi kimia hendaklah dinilai berdasarkan keperluan gred WFA yang ditentukan dan penggunaan yang dimaksudkan. Nilai Al2O3 yang lebih tinggi sahaja tidak menghasilkan prestasi kasar atau refraktori yang unggul.
Kekerasan sebagai Ciri Bahan
Kekerasanialah ciri WFA yang dikaitkan dengan struktur korundum, atau alfa-aluminanya. Ia boleh digunakan sebagai sifat bahan rujukan, tetapi ia tidak semestinya ujian khusus kelompok rutin untuk setiap gred WFA komersial.
Korundum biasanya diberikan kekerasan kira-kira 9 pada skala Mohs. Skala Mohs adalah ordinal dan bukannya linear, jadi perbezaan berangka antara aras bersebelahan tidak boleh ditafsirkan sebagai perbezaan kuantitatif yang sama dalam kekerasan.
Kekerasan lekukan Vickers juga boleh diukur, tetapi ia bukan ujian serbuk lepas langsung dan memerlukan spesimen yang disediakan dengan sesuai, seperti bijirin yang dipasang dan digilap atau permukaan bahan yang disediakan. Nilai yang dilaporkan bergantung pada faktor seperti penyediaan spesimen dan keadaan ujian.
Ujian Abrasive Tahap Aplikasi
Nisbah Pengisaran
Nisbah pengisaran, biasanya dirujuk sebagai nisbah G, ialah satu metrik yang digunakan untuk menilai kelakuan roda pengisaran di bawah keadaan yang ditetapkan. Ia biasanya dinyatakan sebagai isipadu bahan bahan kerja yang dikeluarkan berbanding dengan isipadu haus roda pengisaran.
Nisbah G bukan sifat intrinsik bijirin WFA. Ia bergantung pada spesifikasi roda yang lengkap, bahan bahan kerja, parameter operasi, keadaan penyejuk, amalan berpakaian dan pembolehubah proses lain.
Nisbah G yang lebih tinggi menunjukkan lebih banyak bahan bahan kerja dialihkan berbanding kehausan roda di bawah syarat ujian tertentu itu. Ia harus ditafsirkan bersama-sama dengan tingkah laku penyingkiran bahan yang diperlukan, keadaan permukaan dan keperluan proses dan bukannya dianggap sebagai ukuran universal kualiti kasar.
Kekasaran Permukaan
Kekasaran permukaan ialah satu lagi keluaran peringkat aplikasi yang boleh diukur selepas mengisar atau kemasan. Profilometri kenalan atau optik boleh digunakan, dan parameter seperti Ra boleh dilaporkan di mana sesuai.
Kekasaran permukaan dipengaruhi oleh alat pelelas, bahan kerja, spesifikasi pasir, parameter proses dan kaedah pengukuran. Nilai kekasaran yang lebih rendah tidak semestinya lebih disukai dalam setiap aplikasi; kriteria penerimaan bergantung pada keadaan permukaan yang diperlukan dan objektif pembuatan.
Ujian Refraktori Tahap Aplikasi
Refraktori Di Bawah Beban
Refraktori di bawah beban (RUL) menilai kelakuan ubah bentuk produk refraktori berbentuk di bawah beban mampatan tertentu apabila suhu meningkat.
Di bawah prosedur ujian yang ditetapkan, perubahan dimensi dalam spesimen refraktori diukur sebagai fungsi suhu. ISO 1893:2007 menentukan kaedah pembezaan untuk menentukan refraktori di bawah beban produk refraktori berbentuk di bawah suhu yang semakin meningkat.
Oleh itu, RUL adalah sifat badan refraktori dan bukannya ujian rutin bijirin WFA yang longgar. Keputusan bergantung pada formulasi refraktori lengkap, keliangan, fasa dan sistem pengikat, sejarah pemprosesan, dan keadaan ujian.
Ujian Rintangan Kimia dan Sanga
Ujian kimia atau karat sanga menilai interaksi antara formulasi refraktori siap dan medium menghakis tertentu di bawah keadaan pendedahan yang ditetapkan.
Keputusan boleh bergantung pada komposisi refraktori, keliangan, taburan fasa, kimia sederhana menghakis, suhu, atmosfera, tempoh pendedahan, dan prosedur ujian. Keputusan sedemikian mencirikan sistem refraktori dan tidak sepatutnya dikaitkan dengan kandungan WFA sahaja.
Perkara yang Perlu Diperiksa oleh Pembeli pada TDS atau COA
Untuk tujuan perolehan dan spesifikasi, maklumat yang berkaitan dengan produk WFA bergantung pada gred dan tujuan penggunaannya.
Dokumentasi dan data yang berguna mungkin termasuk:
- gred WFA dan bentuk produk
- Komposisi kimia
- Penamaan pasir atau saiz zarah
- Kaedah pengedaran dan pengukuran saiz zarah
- Piawaian penggredan kasar yang berkenaan
- Ketumpatan pukal jika berkaitan
- Morfologi zarah jika berkaitan
- Data ujian khusus aplikasi jika diperlukan
- Helaian Data Teknikal (TDS)
- Sijil Analisis (COA)
- Helaian Data Keselamatan (SDS)
TDS secara amnya menyediakan maklumat teknikal biasa atau nominal tentang produk, manakala COA melaporkan keputusan analisis atau pemeriksaan tertentu untuk kumpulan atau lot tertentu. SDS menyediakan maklumat keselamatan dan komunikasi bahaya.
Tidak setiap parameter atau dokumen diperlukan untuk setiap produk WFA. Kriteria penerimaan hendaklah berdasarkan spesifikasi gred yang berkenaan, keperluan pelanggan yang dipersetujui dan permohonan yang dimaksudkan.
Mengapa Perbandingan Kaedah Ujian Penting
Perbandingan bermakna bagi nilai ujian memerlukan kaedah pengukuran dan keadaan ujian yang cukup setanding.
Contohnya:
- Penggredan berasaskan ayak dan ukuran zarah pembelauan laser tidak boleh ditukar ganti secara langsung.
- Nilai ketumpatan pukal harus dibandingkan menggunakan prosedur yang serasi.
- Keputusan kekerasan bergantung pada kaedah kekerasan dan penyediaan spesimen.
- Nisbah G bergantung pada roda pengisaran, bahan kerja dan keadaan operasi.
- Keputusan RUL digunakan untuk badan refraktori yang diuji dan prosedur ujian yang ditetapkan.
Nilai berangka tanpa kaedah pengukuran atau konteks ujiannya mungkin memberikan asas yang tidak lengkap untuk membandingkan gred WFA atau sistem yang mengandungi WFA.
Kesimpulan
White Fused Alumina boleh dinilai pada kedua-dua tahap bahan dan tahap aplikasi. Spesifikasi saiz zarah atau pasir, komposisi kimia, ketumpatan pukal, morfologi, dan ciri kekerasan rujukan menggambarkan butiran atau serbuk WFA itu sendiri.
Nisbah pengisaran, kekasaran permukaan bahan kerja, refraktori di bawah beban, dan sanga atau rintangan kakisan sebaliknya menerangkan tingkah laku alat melelas atau sistem refraktori yang mengandungi WFA dalam keadaan tertentu.
Untuk perbandingan yang bermakna, pembeli dan jurutera harus menilai keputusan ujian bersama-sama dengan kaedah yang berkaitan, standard penggredan, spesifikasi produk dan keperluan aplikasi daripada bergantung pada nilai berangka terpencil.
Rujukan
- Pertubuhan Antarabangsa untuk Standardisasi. ISO 8486-1:1996. Pelelas terikat - Penentuan dan penetapan taburan saiz butiran - Bahagian 1: Macrogrits F4 hingga F220.
- Pertubuhan Antarabangsa untuk Standardisasi. ISO 8486-2:2007. Pelelas terikat - Penentuan dan penetapan taburan saiz butiran - Bahagian 2: Microgrits F230 hingga F2000.
- Pertubuhan Antarabangsa untuk Standardisasi. ISO 13320:2020. Analisis saiz zarah - Kaedah pembelauan laser.
- Pertubuhan Antarabangsa untuk Standardisasi. ISO 9136-1:2004. Butiran kasar - Penentuan ketumpatan pukal - Bahagian 1: Makrogrit.
- Pertubuhan Antarabangsa untuk Standardisasi. ISO 9136-2:1999. Butiran kasar - Penentuan ketumpatan pukal - Bahagian 2: Microgrits.
- Pertubuhan Antarabangsa untuk Standardisasi. ISO 1893:2007. Produk refraktori - Penentuan refraktori di bawah beban - Kaedah pembezaan dengan peningkatan suhu.
- Malkin, S., & Guo, C. (2008). Teknologi Pengisaran: Teori dan Aplikasi Pemesinan dengan Pelelas. ed ke-2. Akhbar Perindustrian.
- Schafföner, S., Dietze, C., Möhmel, S., Fruhstorfer, J., & Aneziris, CG (2017). Refraktori yang mengandungi agregat alumina bercantum dan tersinter: Penyiasatan ke atas pemprosesan, taburan saiz zarah dan morfologi zarah. Seramik Antarabangsa, 43(5), 4252–4262. DOI: 10.1016/j.ceramint.2016.12.067.