Как измеряется размер частиц в ситах? Пошаговое руководство по точному ситовому анализу

Для измерения размера частиц с помощью сит создается стопка сит с постепенно уменьшающимися размерами ячеек сверху вниз, на верхнее сито помещается предварительно взвешенный сухой образец, и вся стопка встряхивается. Это позволяет частицам проходить через отверстия до тех пор, пока они не будут задержаны сеткой сита, через которую они не могут пройти. Заключительный шаг — взвешивание материала, оставшегося на каждом отдельном сите, для определения гранулометрического состава исходного образца.

Ситовый анализ не измеряет размер отдельной частицы. Вместо этого это метод объемного анализа, который разделяет материал на различные фракции по размеру, что позволяет понять общее распределение размеров частиц в образце.

Основной принцип: разделение по размеру

Ситовый анализ — фундаментальный метод в материаловедении, геологии и инженерии. Его цель — охарактеризовать гранулированный материал не по одному размеру, а по доле частиц, попадающих в различные диапазоны размеров.

Стопка сит

Стандартный ситовый анализ использует вложенную стопку испытательных сит. Сито с самыми большими отверстиями (самое крупное) помещается сверху, при этом каждое последующее сито имеет меньший размер отверстий.

В самом низу стопки помещается сплошной поддон для сбора самых мелких частиц, которые проходят через все сита. На верхнее сито помещается крышка для предотвращения потери материала во время встряхивания.

Важность размера ячеек

Сетка сита обозначается числом, которое обычно соответствует количеству отверстий на линейный дюйм (например, сито «№ 200» имеет 200 отверстий на дюйм).

Это число сетки соответствует определенному размеру отверстия, обычно измеряемому в миллиметрах (мм) или микрометрах (мкм). Например, сито U.S. Standard № 4 имеет отверстие 4,75 мм, а сито № 200 — отверстие 75 мкм (или 0,075 мм).

Процесс встряхивания: агитация и разделение

Просто высыпать образец на стопку недостаточно. Стопку необходимо механически встряхивать, чтобы каждая частица имела множество возможностей найти и пройти через отверстия сетки.

Ситовые шейкеры обеспечивают это действие с помощью различных движений, таких как постукивание, орбитальное встряхивание или электромагнитная вибрация. Продолжительность и интенсивность встряхивания являются критическими параметрами, которые должны быть постоянными для получения воспроизводимых результатов.

Пошаговый процесс измерения

Достижение точных и воспроизводимых результатов требует стандартизированной и тщательной процедуры.

Шаг 1: Подготовка образца

Сначала получите репрезентативный образец основного материала. Затем образец должен быть полностью высушен, так как влага может привести к слипанию частиц и искажению результатов.

Взвесьте общий сухой образец с высокой точностью перед началом анализа. Этот начальный вес является вашей базой для всех последующих расчетов.

Шаг 2: Сборка стопки сит

Очистите и осмотрите каждое сито на предмет повреждений. Расположите их в порядке убывания размера отверстий, при этом самое крупное сито находится сверху, а самое мелкое — снизу, прямо над поддоном для сбора.

Шаг 3: Просеивание материала

Аккуратно высыпьте предварительно взвешенный образец в верхнее сито. Закрепите крышку, поместите всю стопку в ситовой шейкер и запустите машину на заранее определенное время (например, 10-15 минут).

Шаг 4: Взвешивание и запись

После завершения встряхивания аккуратно взвесьте материал, оставшийся на каждом отдельном сите и в нижнем поддоне. Тщательно запишите эти веса вместе с соответствующим размером сита.

В качестве критической проверки качества сумма всех отдельных весов должна быть очень близка к начальному общему весу образца. Значительная разница указывает на потерю материала или ошибку измерения.

Шаг 5: Анализ и отчетность данных

Для каждого сита рассчитайте процентное содержание материала по весу. Обычно это представляется в виде таблицы или строится на графике в виде кривой распределения частиц по размерам.

Эта кривая, часто показывающая кумулятивный процент материала, проходящего через каждое сито, обеспечивает мощное визуальное резюме гранулометрического состава материала.

Понимание компромиссов и распространенных ошибок

Хотя ситовый анализ прост по принципу, он подвержен ошибкам, если его ограничения не поняты.

Предположение о форме частиц

Ситовый анализ принципиально предполагает, что частицы сферические. Вытянутые или плоские (чешуйчатые) частицы могут проходить через отверстие торцом или по диагонали, сообщая меньший размер, чем их наибольшее измерение. Это самое большое ограничение метода.

Перегрузка образца

Размещение слишком большого количества материала на сите может «ослепить» сетку, то есть поверхность забивается частицами. Это не позволяет более мелким частицам пройти, что приводит к их неправильному отнесению к более крупной фракции.

Недостаточная агитация

Если время встряхивания слишком короткое или интенсивность слишком низкая, мелкие частицы не будут иметь достаточной возможности пройти через стопку к соответствующему ситу. Это приводит к завышению количества крупных частиц.

Износ и повреждение сит

Сита — это прецизионные инструменты. Помятые рамы, растянутые проволоки или забитая сетка приведут к неточным результатам. Регулярный осмотр и калибровка (или замена) необходимы для контроля качества.

Свойства материала

Очень мелкие порошки (< 45 мкм) часто трудно просеивать из-за таких сил, как статическое электричество или когезия, которые вызывают их агломерацию или прилипание к сетке. Для этих материалов могут быть более подходящими другие методы, такие как лазерная дифракция или воздушное сито.

Правильный выбор для вашей цели

Ситовый анализ — мощный инструмент при правильном применении. Ваша цель определяет ваш фокус.

• Если ваша основная цель — рутинный контроль качества: Прежде всего, отдайте предпочтение постоянству. Используйте строго определенную процедуру для веса образца, стопки сит и времени встряхивания, чтобы ваши результаты были воспроизводимы изо дня в день.
• Если ваша основная цель — спецификация материала: Строго придерживайтесь отраслевых стандартов (таких как ASTM или ISO), которые определяют требуемые размеры сит и допустимые проценты прохождения для вашего применения (например, заполнитель для бетона, классификация почвы).
• Если ваша основная цель — исследования и разработки: Поймите ограничения, особенно влияние формы частиц. Рассмотрите возможность дополнения ситового анализа другим методом, например, анализом изображений, чтобы получить более полную картину морфологии вашего материала.

Освоение ситового анализа дает вам прямой и надежный контроль над одним из самых фундаментальных свойств любого гранулированного материала.

Сводная таблица:

Этап ситового анализа	Ключевое действие	Критический фактор
1. Подготовка образца	Получить и высушить репрезентативный образец	Образец должен быть полностью сухим, чтобы предотвратить слипание
2. Сборка стопки	Расположить сита от наибольшего к наименьшему размеру отверстий	Убедитесь, что сита чистые и неповрежденные
3. Просеивание	Встряхивать стопку с помощью ситового шейкера	Постоянство времени и интенсивности имеет решающее значение для воспроизводимости
4. Взвешивание	Взвесить материал, оставшийся на каждом сите	Сумма весов должна соответствовать начальному весу образца
5. Анализ данных	Рассчитать процентное содержание по весу для каждой фракции	Построить кривую распределения частиц по размерам для визуализации

Освойте анализ размеров частиц с KINTEK

Точный ситовый анализ является основополагающим для качества вашей продукции и целостности исследований. KINTEK специализируется на предоставлении высококачественных лабораторных сит, ситовых шейкеров и расходных материалов, разработанных для точности и долговечности. Независимо от того, занимаетесь ли вы контролем качества, обеспечивая соответствие материалов спецификациям, или исследованиями и разработками, характеризуя новые материалы, наше оборудование обеспечивает надежные, воспроизводимые результаты, которые вам нужны.

Позвольте нам помочь вам достичь превосходного анализа частиц:

• Повысьте точность просеивания с помощью наших сертифицированных испытательных сит.
• Повысьте эффективность и согласованность с помощью нашего ассортимента механических и электромагнитных ситовых шейкеров.
• Получите экспертную поддержку для выбора подходящего оборудования для вашего конкретного применения (например, стандарты ASTM/ISO).

Свяжитесь с нашими экспертами по лабораторному оборудованию сегодня, чтобы обсудить ваши потребности в ситовом анализе и убедиться, что ваши процессы построены на основе точности.