Основні теоретичні відомості

Ступінь дисперсності глин та гранулометричний склад сировинних матеріалів займає в технології кераміки істотне місце. Так, наприклад, зі зменшенням граничної величини зерен сировинних компонентів знижується оптимальна температура випалу тонко керамічних мас на 50-100ºС в залежності від типу матеріалу. Зміна співвідношення фракцій сировини впливає на щільність та інші властивості готових виробів.

Оскільки гранулометричний склад речовин надзвичайно різноманітний, єдиного методу його визначення немає. Існують різні методи дисперсійного аналізу: мікроскопічний, ситовий, седиментаційних, також методи електрокінетичні, дифузійні, фільтраційні. В кожному окремому випадку дослідження сировини застосовується той метод, який з максимальною точністю і простотою дає можливість зробити це визначення.

Для аналізу керамічної сировини частіше всього застосовують ситовий та седиментаційний методи.

Ситовий аналіз придатний для визначення розмірів порівняно великих зерен, розмір яких коливається від десятих часток міліметрів до 10мм і вище. При ситовому аналізі досліджуваний матеріал в сухому або мокрому стані пропускають крізь набір сит. Гранулометричний склад матеріалів, зернистість яких від 0,005мм і менше, аналізують використовуючи седитентаційним методом.

Завдяки своїй простоті і зручності ситовий метод є найбільш поширеним на виробництві. Принцип аналізу полягає в застосуванні набору сит з різними розмірами отворів. За допомогою ситового методу можна дослідити матеріали з розміром окремих зерен від 100мм до 40 мкм.

При просіюванні більш тонкозернистих матеріалів неминучі помилки внаслідок злипання дрібних часток. Чим менше розмір часток, тим складніше проводити точний ситовий аналіз.

При ситовому аналізі слід враховувати наступні фактори, які можуть спотворити результати.

1. Тертя між частинками, що зростає в міру зменшення їх розмірів, перешкоджає проходженню порошків крізь сито. Тому для дрібних частинок точність ситового аналізу зменшується. Використання вібрації, ультразвуку, води і ПАР, що зменшують тертя, прискорює аналіз і підвищує точність.

2. Злипання зерен та утворення агрегатів зростає зі зменшенням

розміру часток і наявності вологи, адсорбованої з атмосфери. Тому досліджувані порошки, особливо високодисперсні, не повинні містити воду.

3. Несферичні частинки можуть проскакувати по діагоналі в квадратні сітки.

4. Дроти в ситах здатні розсуватися, тому недопустимо натиснення на просіюючий матеріал для прискорення аналізу.

5. Занадто велика тривалість просіву та занадто велика наважка при використанні вібрації призводять до самоподрібнення частинок і до підвищеного зносу сит. Якщо збільшення часу розсіву на 1хв. не призводить до збільшення кількості просіяного матеріалу більш ніж на 0,1%, то розсів рекомендують припиняти.

Ступінь точності аналізу обумовлюється характером досліджуваного матеріалу, його вологістю, якістю сит, тривалістю розсіву. Похибка в показаннях паралельних ситових аналізів грубих порошків зазвичай не перевищує 2-3%, а при аналізі тонких фракцій (нижче 0,1 мм) часто досягає 10-15%. У виробничих умовах дисперсні порошки характеризують по залишку на контрольному ситі з певним розміром отворів.

Сита, що використовуються для аналізу, плетуть з металевого дроту (сталевого, мідного, бронзового), капрону, шовку та інших органічних матеріалів. Великі сита з отвором більше 3мм виготовляють штампуванням з металевих аркушів. Прецизійні мікросита в яких отвори <100 мкм з допуском за розміром отвори ± 1 мкм отримують електрогальванічним способом.

Ситової аналіз проводиться на одному ситі або за допомогою

спеціально підібраного набору сит з декількох номерів. Для отримання порівнюваних результатів необхідно користуватися завжди одним типом сит.

На практиці ситовий аналіз здійснюється двома способами: мокрим та сухим.

При використанні ситового аналізу мокрим способом суху наважку досліджуваного матеріалу розпускають у воді при ретельному перемішуванні до сметаноподібної суспензії. Потім переносять на сито і промивають до тих пір, поки крізь нього не піде чиста вода. Цей спосіб дає найбільш точні результати аналізу і застосовується головним чином для визначення дисперсності каолінів, глин і дуже тонкоподрібнених непластичних матеріалів.

При сухому способі наважку попередньо висушеної проби поміщають у верхнє найбільш грубе сито і струшують набір вручну. Велике значення для точності розсіву по сухому способу має час розсіву. Кількість відсіяних фракцій помітно зростає зі збільшенням часу розсіву. Для якісного аналізу достатньо 10-12 хв. При більш тривалому просіюванні від тертя частинок утворюється пил. Це може спотворити результати