Определение насыпной плотности терморасширенного графита

Насыпная плотность порошка есть масса единицы его объема при свободной насыпке [1]. Эта характеристика определяется плотностью материала порошка, размером (формой) его частиц, плотностью укладки частиц и состоянием их поверхности [1]. Насыпная плотность - одно из важных технологических свойств порошковых материалов, от которого зависит высота -- занимает значительный объем в пространстве, легок, воздушен, так как это высокопористая система с очень сложной организацией структу--3                                                -2

висимости от морфологических особенностей

-92 [5] устанавливает метод определения насыпной плотности графита, но определение насыпной плотности ТРГ по этой методике невозможно, т.к. длинные «червячки» ТРГ конгломерируют-ся, зацепляются друг за друга при насыпке на конус воронки и не протекают через отверстие воронки 020 мм. Авторы статьи разработали конструкцию устройства (рис. 1) и предложили 5 - приводили во взвешенное состояние направлен-3

Частоту пульсации устанавливали из расчета, чтобы порция ТРГ под действием силы тяжести опустилась на конус воронки и прошла через нее

до появления следующей порции. Отработку методики определения насыпной плотности проводили, используя ТРГ с содержанием массовой доли углерода 98,0±0,3%, золы 1,0±0,3%, -         ppm ppm измерения насыпной плотности ТРГ по предложенному методу приведены в табл. 1.

Рис. 1. Прибор для определения насыпной плотности: 1 - контейнер; 2 - штатив; 3 - сопло; 4 -6

Таблица 1. Результаты статистической обработки измерения насыпной плотности ТРГ

Насыпная плотность, кг/м3				S n	W n	S n x	Ах («=0,95)
1	2	3	x
3,1	3,0	3,2	3,1	0,082	2,63	0,047	0,2

В табл. 1 и 2 приведены следующие обо-x -                      Sn квадратичная ошибка одиночного результата n           Wn

Snx - арифметического; Ах - доверительный интервал среднего арифметического; ос - доверительная вероятность.

Измельчение исходного ТРГ-пуха с насыпной плотностью 3,1 ±0,2 кг/м3 проводили в две стадии. На I стадии измельчение проводили гладкими спиралеобразными имельчителями, вращающимися со скоростью 720 об/мин. После измельчения I стадии насыпная плотность ТРГ-пуха увеличивается более чем в 4 раза и равна 14,2±0,3 кг/м3. Измельчение проводили циклами: включали устройство на 10 с, а потом останавливали и замеряли насыпную плотность порошка ТРГ. Замечено, что после измельчения ТРГ в течение 1 мин. дальнейшего роста насыпной плотности не происходит. На рис. 2 показан график изменения насыпной плотности в зависимости от времени измельчения.

Рис. 2. График изменения насыпной плотности ТРГ в зависимости от времени измельчения на I стадии

На II стадии измельчение ТРГ-пуха проводили двумя двойными лезвиями, вращающимися на одной оси со скоростью 1400 об/мин. Двойные лезвиями образуют четыре режущие поверхности, что увеличивает скорость измельчения. Измельчение так же проводили циклами, запуская устройство на 10 с, а потом останавливая и замеряя насыпную плотность порошка ТРГ. После 220 с. циклического измельчения на описанном выше оборудовании дальнейшего увеличения насыпной плотности не происходит (рис. 3.). Максимальная насыпная плотность ТРГ после измельчения проводимого в две стадии равна 220±3 кг/м3.

В дальнейшем из ТРГ-пуха как измельченного, так и неизмельченного изготавливают методом прокатки без добавления связующего неармированные уплотнительные материалы [4]. А уже измельченные отходы производства не-армированных уплотнительных материалов из ТРГ (ТРГ-отходы) и, например, модифицированную силиконовую смолу используют для производства композиционных материалов [6-8]. В работе [9] методом ситового анализа был определен гранулометрический состав порошка ТРГ-отходов, на рис. 4 представлен график распределения размера частиц. По ГОСТ Р 50019.1 -92 [5] была определена насыпная плотность порошка ТРГ-отходов, результаты представлены в виде таблицы (табл. 2) и в графическом виде (рис. 5).

Рис. 3. График изменения насыпной плотности в зависимости от времени измельчения на II стадии

Рис. 4. Распределение размеров частиц порошка ТРГ-отходы

Рис. 5. Зависимость насыпной плотности от размера частиц измельченных отходов производства уплотнений из ТРГ

Известия Самарского научного центра Россиискои академии наук, том 15, №4(2), 2013

Таблица 2 . Данные статистической обработки измерения насыпной плотности порошка ТРГ-отходов

Фракция порошка, мкм	Насыпная плотность, кг/м3				S n	W n	S n x	Ах (а=0,95)
	1	2	3	x
-400+315	80,7	80,4	80,7	80,6	0,15	0,18	0,08	0,4
-315+200	84,5	84,5	84,2	84,4	0,15	0,17	0,08	0,4
-200+160	90,3	90,6	91,1	90,7	0,39	0,43	0,22	1,0
-160+100	109,2	108,4	107,6	108,4	0,79	0,73	0,46	2,0
-100+063	150,3	149,5	151,9	150,6	1,21	0,80	0,70	3,0
-063	182,0	178,0	179,6	179,9	1,99	1,11	1,15	4,9

Выводы: с увеличением насыпной плотности в 2 и более раз улучшается текучесть порошка. Установлено, что измельчение ТРГ необходимо проводить в две стадии. На I стадии измельчения при использовании измельчителя с гладкой поверхностью длина червячков ТРГ уменьшается за счет их излома в перенапряженных, дефектных местах. На II стадии измельчение проводится ножами, имеющими режущие кромки, и используется в 2-3 раза большая скорость их вращения. Провести измельчение на II стадии без предварительного измельчения на I стадии не возможно. С уменьшением размера частиц ТРГ увеличивается насыпная плотность.