Что такое размер частиц при просеивании? Руководство по точной классификации частиц

При просеивании размер частиц — это не прямое измерение длины или ширины частицы, а скорее классификация, основанная на минимальном квадратном отверстии, через которое она способна пройти. Это означает, что заявленный размер частицы определяется стандартизированным ситовым полотном, которое либо задерживает ее, либо позволяет ей пройти. По сути, это испытание на прохождение по размеру.

Просеивание классифицирует частицы по диапазонам размеров, а не по абсолютным измерениям. Результат сильно зависит от формы частицы, поскольку она определяет ориентацию, необходимую для прохождения через сетку, что означает, что просеивание эффективно измеряет второе наименьшее измерение частицы.

Механика ситового анализа

Чтобы понять, что говорит ситовый анализ, вы должны сначала понять сам инструмент и процесс. Результатом является распределение, а не одно число.

Что такое сито?

Испытательное сито — это прецизионный инструмент, состоящий из сетки, обычно изготовленной из тканой проволочной ткани, с отверстиями однородного и определенного размера. Эти сетки монтируются в жесткой круглой раме.

Критическая роль "размера ячейки"

Термин размер ячейки относится к количеству отверстий в проволочной сетке на линейный дюйм. Это обратная зависимость: большое число ячеек соответствует множеству мелких отверстий, в то время как низкое число ячеек означает меньшее количество, но более крупные отверстия.

Например, стандартное сито США №8 имеет восемь отверстий на дюйм и апертуру 2,36 мм, подходящую для крупного песка. В отличие от этого, сито №200 имеет 200 отверстий на дюйм и крошечную апертуру 75 микрометров (мкм), используемую для мелких илов и порошков.

Процесс просеивания

Ситовый анализ использует вложенный набор сит с постепенно уменьшающимися размерами ячеек сверху вниз. Предварительно взвешенный образец материала помещается в верхнее сито.

Затем весь набор встряхивается механическим шейкером. Это движение дает каждой частице возможность пройти через отверстия, пока она не достигнет сита, через которое она не сможет пройти.

Как сообщается размер частиц

После встряхивания материал, оставшийся на каждом сите, взвешивается. "Размер частиц" затем сообщается как фракция размера или диапазон.

Например, частицы, прошедшие через сито №40 (425 мкм), но задержанные на сите №60 (250 мкм), классифицируются как находящиеся в диапазоне размеров от -425 мкм до +250 мкм. Результаты обычно представляются в виде процентного содержания по весу для каждой фракции размера.

Почему форма частиц является решающим фактором

Наиболее неправильно понимаемым аспектом просеивания является глубокое влияние формы частиц. Метод предполагает, что частицы сферические, что редко встречается в реальном мире.

Идеальная сфера

Если бы вы просеивали идеальные сферы, апертура сита напрямую соответствовала бы диаметру сферы. Измерение было бы простым и однозначным.

Реальность нерегулярных частиц

Большинство материалов — от песка и гравия до порошков и зерен — состоят из нерегулярных, удлиненных или сплющенных частиц. Эти формы не имеют единого "диаметра".

"Статистический шанс" прохождения

Удлиненная, игольчатая частица может пройти через отверстие сетки, намного меньшее ее общей длины. Ей просто нужно ориентироваться вертикально во время встряхивания, чтобы провалиться вперед концом.

Следовательно, просеивание не измеряет максимальное измерение частицы. При достаточном времени встряхивания оно эффективно измеряет второе наименьшее измерение частицы, поскольку именно оно в конечном итоге определяет ее способность проходить через квадратное отверстие.

Понимание компромиссов и ограничений

Просеивание — это фундаментальный и экономически эффективный метод, но крайне важно знать о его ограничениях для правильной интерпретации результатов.

Это классификация, а не точное измерение

Ситовый анализ сортирует частицы по размерным группам. Он не может предоставить подробную информацию о морфологии частиц (форма, сферичность, текстура поверхности), которую могут дать такие методы, как цифровой анализ изображений или микроскопия.

Нижний предел практичности

Для очень мелких частиц, обычно ниже примерно 45 микрон (сетка №325), просеивание становится неэффективным. Силы Ван-дер-Ваальса вызывают агломерацию мелких частиц (слипание), препятствуя их индивидуальному прохождению через сетку.

Неточные результаты для определенных форм

Сильно удлиненные или плоские материалы (например, хлопья слюды, некоторые волокна) могут давать вводящие в заблуждение результаты. Длинное волокно может быть классифицировано в очень мелкую фракцию, потому что его узкая ширина позволяет ему проходить через небольшие отверстия, искажая его общий масштаб.

Необходимость стандартизированной процедуры

Результаты воспроизводимы только в том случае, если процедура строго контролируется. Такие факторы, как продолжительность встряхивания, амплитуда встряхивания и начальный вес образца, могут существенно повлиять на конечное распределение.

Правильный выбор для вашей цели

Ситовый анализ остается незаменимым инструментом при использовании для правильного применения. Ваша конкретная цель определяет, является ли он правильным выбором.

• Если вашей основной целью является рутинный контроль качества или мониторинг процесса: Просеивание — это отличный, надежный и недорогой метод для проверки того, что материал постоянно соответствует заданным спецификациям по размеру.
• Если вашей основной целью является комплексная характеристика частиц для НИОКР: Используйте просеивание для первоначальной классификации, но дополняйте его другими методами, такими как лазерная дифракция или анализ изображений, чтобы получить полную картину размера и формы.
• Если вашей основной целью является анализ мелких порошков или наноматериалов: Просеивание не является подходящим инструментом. Вам следует использовать передовые методы, такие как лазерная дифракция, динамическое рассеяние света (DLS) или электронная микроскопия.

В конечном итоге, ситовый анализ обеспечивает стандартизированную, практическую основу для классификации физического мира по размеру.

Сводная таблица:

Аспект	Описание
Определение	Классификация на основе наименьшего квадратного отверстия, через которое частица может пройти.
Ключевой показатель	Размер ячейки (количество отверстий на линейный дюйм).
Эффективное измерение	Второе наименьшее измерение частицы.
Типичный диапазон	~45 микрон (сетка №325) и крупнее.
Лучше всего подходит для	Контроль качества, мониторинг процессов и частиц от крупного до среднего размера.

Нужен точный анализ размера частиц для вашей лаборатории?

KINTEK специализируется на высококачественном лабораторном оборудовании и расходных материалах для всех ваших потребностей в просеивании и анализе частиц. Независимо от того, требуются ли вам стандартные испытательные сита, механические шейкеры или рекомендации по лучшему методу для ваших конкретных материалов, наши эксперты готовы помочь вам достичь точных и воспроизводимых результатов.

Свяжитесь с нашей командой сегодня, чтобы обсудить ваше применение и узнать, как KINTEK может повысить эффективность вашей лаборатории и качество данных.

Визуальное руководство