એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગ માટે મેટલ પાઉડરનું થર્મલ ડિગ્રેડેશન: સ્પ્રેડેબિલિટી, પેકિંગ ડાયનેમિક્સ અને ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ પરની અસરો

અમે તમારા અનુભવને સુધારવા માટે કૂકીઝનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.આ સાઇટને બ્રાઉઝ કરવાનું ચાલુ રાખીને, તમે અમારા કૂકીઝના ઉપયોગ માટે સંમત થાઓ છો.વધારાની માહિતી.
એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગ (AM)માં ત્રિ-પરિમાણીય વસ્તુઓ, એક સમયે એક અતિ-પાતળું સ્તર બનાવવાનો સમાવેશ થાય છે, જે તેને પરંપરાગત મશીનિંગ કરતાં વધુ ખર્ચાળ બનાવે છે.જો કે, એસેમ્બલી પ્રક્રિયા દરમિયાન જમા થયેલ પાવડરનો માત્ર એક નાનો ભાગ ઘટકમાં સોલ્ડર કરવામાં આવે છે.બાકીનું પછી ઓગળતું નથી, તેથી તેનો ફરીથી ઉપયોગ કરી શકાય છે.તેનાથી વિપરીત, જો ઑબ્જેક્ટ ક્લાસિકલી બનાવવામાં આવે છે, તો સામાન્ય રીતે મિલિંગ અને મશીનિંગ દ્વારા સામગ્રીને દૂર કરવી જરૂરી છે.
પાવડરની લાક્ષણિકતાઓ મશીનના પરિમાણોને નિર્ધારિત કરે છે અને પ્રથમ ધ્યાનમાં લેવું આવશ્યક છે.AM ની કિંમત બિનઆર્થિક હશે કારણ કે ઓગાળવામાં આવેલ પાવડર દૂષિત છે અને રિસાયકલ કરી શકાતો નથી.પાવડરને નુકસાન બે ઘટનાઓમાં પરિણમે છે: ઉત્પાદનમાં રાસાયણિક ફેરફાર અને યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર જેમ કે મોર્ફોલોજી અને કણોનું કદ વિતરણ.
પ્રથમ કિસ્સામાં, મુખ્ય કાર્ય શુદ્ધ એલોય ધરાવતી નક્કર રચનાઓ બનાવવાનું છે, તેથી આપણે પાવડરના દૂષણને ટાળવાની જરૂર છે, ઉદાહરણ તરીકે, ઓક્સાઇડ અથવા નાઇટ્રાઇડ્સ સાથે.પછીના કિસ્સામાં, આ પરિમાણો પ્રવાહીતા અને ફેલાવાની ક્ષમતા સાથે સંકળાયેલા છે.તેથી, પાવડરના ગુણધર્મોમાં કોઈપણ ફેરફાર ઉત્પાદનના બિન-સમાન વિતરણ તરફ દોરી શકે છે.
તાજેતરના પ્રકાશનોના ડેટા સૂચવે છે કે ક્લાસિકલ ફ્લોમીટર પાવડર બેડ એડિટિવ્સના ઉત્પાદનમાં પાવડરની પ્રવાહક્ષમતા પર પૂરતી માહિતી પ્રદાન કરી શકતા નથી.કાચા માલ (અથવા પાઉડર) ની લાક્ષણિકતા અંગે, બજારમાં ઘણી યોગ્ય માપન પદ્ધતિઓ છે જે આ જરૂરિયાતને સંતોષી શકે છે.માપન કોષમાં અને પ્રક્રિયામાં તણાવની સ્થિતિ અને પાવડર પ્રવાહનું ક્ષેત્ર સમાન હોવું જોઈએ.કમ્પ્રેસિવ લોડ્સની હાજરી શીયર સેલ ટેસ્ટર્સ અને ક્લાસિકલ રિઓમીટર્સમાં AM ઉપકરણોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા મુક્ત સપાટીના પ્રવાહ સાથે અસંગત છે.
GranuTools એ એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગમાં પાવડરની લાક્ષણિકતા માટે વર્કફ્લો વિકસાવી છે.અમારું મુખ્ય ધ્યેય ચોક્કસ પ્રક્રિયા મોડેલિંગ માટે ભૂમિતિ દીઠ એક સાધન રાખવાનું હતું, અને આ વર્કફ્લોનો ઉપયોગ બહુવિધ પ્રિન્ટ પાસ પર પાવડર ગુણવત્તાના ઉત્ક્રાંતિને સમજવા અને ટ્રૅક કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.વિવિધ થર્મલ લોડ (100 થી 200 °C સુધી) પર વિવિધ સમયગાળા માટે કેટલાક પ્રમાણભૂત એલ્યુમિનિયમ એલોય (AlSi10Mg) પસંદ કરવામાં આવ્યા હતા.
ચાર્જ સંગ્રહિત કરવાની પાવડરની ક્ષમતાનું વિશ્લેષણ કરીને થર્મલ ડિગ્રેડેશનને નિયંત્રિત કરી શકાય છે.પાઉડરનું વિશ્લેષણ ફ્લોબિલિટી (ગ્રાનુડ્રમ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ), પેકિંગ ગતિશાસ્ત્ર (ગ્રાનુપેક ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ) અને ઇલેકટ્રોસ્ટેટિક બિહેવિયર (ગ્રાનુચાર્જ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ) માટે કરવામાં આવ્યું હતું.નીચેના પાવડર માસ માટે સુસંગતતા અને પેકિંગ ગતિવિજ્ઞાન માપન ઉપલબ્ધ છે.
પાઉડર કે જે સરળતાથી ફેલાઈ જાય છે તે નીચા કોહેશન ઈન્ડેક્સનો અનુભવ કરશે, જ્યારે ઝડપથી ભરવાની ગતિશીલતા ધરાવતા પાઉડર એવા ઉત્પાદનોની સરખામણીમાં ઓછા છિદ્રાળુતા સાથે યાંત્રિક ભાગો ઉત્પન્ન કરશે જે ભરવાનું મુશ્કેલ છે.
ત્રણ એલ્યુમિનિયમ એલોય પાઉડર (AlSi10Mg) અમારી પ્રયોગશાળામાં ઘણા મહિનાઓ સુધી સંગ્રહિત, વિવિધ કણોના કદના વિતરણ સાથે, અને એક 316L સ્ટેનલેસ સ્ટીલ નમૂના, જેને અહીં નમૂના A, B અને C તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, પસંદ કરવામાં આવ્યા હતા.નમૂનાઓની લાક્ષણિકતાઓ અન્ય કરતા અલગ હોઈ શકે છે.ઉત્પાદકોનમૂનાના કણોના કદનું વિતરણ લેસર વિવર્તન વિશ્લેષણ/ISO 13320 દ્વારા માપવામાં આવ્યું હતું.
કારણ કે તેઓ મશીનના પરિમાણોને નિયંત્રિત કરે છે, પાવડરના ગુણધર્મોને પ્રથમ ધ્યાનમાં લેવું આવશ્યક છે, અને જો આપણે ગલન ન કરેલા પાવડરને દૂષિત અને બિન-રિસાયકલ ન કરી શકાય તેવું માનીએ, તો ઉમેરણના ઉત્પાદનનો ખર્ચ આપણે ઈચ્છીએ તેટલો આર્થિક રહેશે નહીં.તેથી, ત્રણ પરિમાણોની તપાસ કરવામાં આવશે: પાવડર પ્રવાહ, પેકિંગ ગતિશાસ્ત્ર અને ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ.
સ્પ્રેડેબિલિટી રીકોટિંગ ઓપરેશન પછી પાવડર લેયરની એકરૂપતા અને "સરળતા" સાથે સંબંધિત છે.આ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે સરળ સપાટી છાપવા માટે સરળ છે અને એડહેસન ઇન્ડેક્સ માપન સાથે ગ્રાનુડ્રમ ટૂલ વડે તપાસી શકાય છે.
કારણ કે છિદ્રો સામગ્રીમાં નબળા બિંદુઓ છે, તે તિરાડો તરફ દોરી શકે છે.પેકિંગ ડાયનેમિક્સ એ બીજું મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે કારણ કે ઝડપી પેકિંગ પાવડરમાં છિદ્રાળુતા ઓછી હોય છે.આ વર્તણૂક n1/2 ની કિંમત સાથે GranuPack સાથે માપવામાં આવી છે.
પાવડરમાં વિદ્યુત ચાર્જની હાજરી સંયોજક દળો બનાવે છે જે એગ્લોમેરેટ્સની રચના તરફ દોરી જાય છે.GranuCharge પ્રવાહ દરમિયાન પસંદ કરેલ સામગ્રી સાથે સંપર્ક પર ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ચાર્જ જનરેટ કરવાની પાવડરની ક્ષમતાને માપે છે.
પ્રક્રિયા દરમિયાન, GranuCharge પ્રવાહના બગાડની આગાહી કરી શકે છે, જેમ કે AM માં સ્તરની રચના.આમ, પ્રાપ્ત માપો અનાજની સપાટીની સ્થિતિ (ઓક્સિડેશન, દૂષિતતા અને ખરબચડી) માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોય છે.પુનઃપ્રાપ્ત પાવડરના વૃદ્ધત્વને પછી ચોક્કસ રીતે પરિમાણિત કરી શકાય છે (±0.5 nC).
ગ્રાનુડ્રમ ફરતા ડ્રમના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે અને પાવડરની પ્રવાહક્ષમતાને માપવા માટે એક પ્રોગ્રામ કરેલ પદ્ધતિ છે.પારદર્શક બાજુની દિવાલો સાથેના આડા સિલિન્ડરમાં પાવડર નમૂનાનો અડધો ભાગ હોય છે.ડ્રમ તેની ધરીની આસપાસ 2 થી 60 rpm ની કોણીય ઝડપે ફરે છે અને CCD કૅમેરો ચિત્રો લે છે (1 સેકન્ડના અંતરાલમાં 30 થી 100 છબીઓ સુધી).એજ ડિટેક્શન અલ્ગોરિધમનો ઉપયોગ કરીને દરેક ઈમેજ પર એર/પાવડર ઈન્ટરફેસ ઓળખવામાં આવે છે.
ઇન્ટરફેસની સરેરાશ સ્થિતિ અને આ સરેરાશ સ્થિતિની આસપાસના ઓસિલેશનની ગણતરી કરો.દરેક પરિભ્રમણ ગતિ માટે, પ્રવાહ કોણ (અથવા "વિરામનો ગતિશીલ કોણ") αf ની સરેરાશ ઇન્ટરફેસ સ્થિતિ પરથી ગણતરી કરવામાં આવે છે, અને ગતિશીલ સંલગ્નતા સૂચકાંક σf, જે ઇન્ટરપાર્ટિકલ બોન્ડિંગનો સંદર્ભ આપે છે, તેનું ઇન્ટરફેસ વધઘટમાંથી વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.
ફ્લો એંગલ સંખ્યાબંધ પરિમાણો દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે: કણો, આકાર અને સુસંગતતા (વાન ડેર વાલ્સ, ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક અને કેશિલરી ફોર્સ) વચ્ચેનું ઘર્ષણ.સંયોજક પાવડર તૂટક તૂટક પ્રવાહમાં પરિણમે છે, જ્યારે બિન-સંયોજક પાવડર નિયમિત પ્રવાહમાં પરિણમે છે.પ્રવાહ કોણ αf ના નાના મૂલ્યો સારા પ્રવાહ ગુણધર્મોને અનુરૂપ છે.શૂન્યની નજીક ગતિશીલ સંલગ્નતા અનુક્રમણિકા બિન-સંયોજક પાવડરને અનુરૂપ છે, તેથી, પાવડરની સંલગ્નતા વધે છે, સંલગ્નતા અનુક્રમણિકા તે મુજબ વધે છે.
ગ્રાનુડ્રમ તમને પ્રથમ હિમપ્રપાતના કોણ અને પ્રવાહ દરમિયાન પાવડરના વાયુમિશ્રણને માપવા માટે પરવાનગી આપે છે, તેમજ પરિભ્રમણની ગતિના આધારે સંલગ્નતા સૂચકાંક σf અને પ્રવાહ કોણ αf માપવા માટે પરવાનગી આપે છે.
ગ્રાનુપેક બલ્ક ડેન્સિટી, ટેપિંગ ડેન્સિટી અને હૌસનર રેશિયો માપન (જેને "ટચ ટેસ્ટ્સ" પણ કહેવાય છે) માપની સરળતા અને ઝડપને કારણે પાવડર પાત્રાલેખનમાં ખૂબ જ લોકપ્રિય છે.પાઉડરની ઘનતા અને તેની ઘનતા વધારવાની ક્ષમતા એ સંગ્રહ, પરિવહન, એકત્રીકરણ, વગેરે દરમિયાન મહત્વપૂર્ણ પરિમાણો છે. ફાર્માકોપીઆમાં ભલામણ કરેલ પ્રક્રિયાનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે.
આ સરળ પરીક્ષણમાં ત્રણ મુખ્ય ખામીઓ છે.માપ ઓપરેટર આધારિત છે અને ભરવાની પદ્ધતિ પ્રારંભિક પાવડર વોલ્યુમને અસર કરે છે.વોલ્યુમના વિઝ્યુઅલ માપન પરિણામોમાં ગંભીર ભૂલો તરફ દોરી શકે છે.પ્રયોગની સરળતાને લીધે, અમે પ્રારંભિક અને અંતિમ પરિમાણો વચ્ચેના કોમ્પેક્શન ડાયનેમિક્સની અવગણના કરી.
સ્વચાલિત સાધનોનો ઉપયોગ કરીને સતત આઉટલેટમાં ખવડાવવામાં આવતા પાવડરની વર્તણૂકનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.n ક્લિક્સ પછી હૌસનર ગુણાંક Hr, પ્રારંભિક ઘનતા ρ(0) અને અંતિમ ઘનતા ρ(n) ને ચોક્કસ રીતે માપો.
નળની સંખ્યા સામાન્ય રીતે n=500 પર નિશ્ચિત હોય છે.GranuPack એ નવીનતમ ગતિશીલ સંશોધન પર આધારિત સ્વચાલિત અને અદ્યતન ટેપીંગ ઘનતા માપન છે.
અન્ય અનુક્રમણિકાઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, પરંતુ તે અહીં સૂચિબદ્ધ નથી.પાવડર મેટલ ટ્યુબમાં મૂકવામાં આવે છે અને સખત સ્વચાલિત પ્રારંભ પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે.ડાયનેમિક પેરામીટર n1/2 અને મહત્તમ ઘનતા ρ(∞) નું એક્સ્ટ્રાપોલેશન કોમ્પેક્શન કર્વમાંથી લેવામાં આવે છે.
કોમ્પેક્શન દરમિયાન પાવડર/એર ઇન્ટરફેસ સ્તરને જાળવી રાખવા માટે હળવા વજનના હોલો સિલિન્ડર પાવડર બેડની ટોચ પર બેસે છે.પાવડર સેમ્પલ ધરાવતી ટ્યુબ નિશ્ચિત ઊંચાઈ ∆Z સુધી વધે છે અને પછી મુક્તપણે ઊંચાઈ પર પડે છે, સામાન્ય રીતે ∆Z = 1 mm અથવા ∆Z = 3 mm પર નિશ્ચિત હોય છે, દરેક અસર પછી આપોઆપ માપવામાં આવે છે.ઊંચાઈ દ્વારા, તમે ખૂંટોના વોલ્યુમ V ની ગણતરી કરી શકો છો.
ઘનતા એ પાઉડર સ્તરના વોલ્યુમ V અને માસ m નો ગુણોત્તર છે.પાવડર માસ m જાણીતું છે, ઘનતા ρ દરેક પ્રકાશન પછી લાગુ થાય છે.
હૌસનર ગુણાંક Hr એ કોમ્પેક્શન રેટ સાથે સંબંધિત છે અને તેનું વિશ્લેષણ Hr = ρ(500) / ρ(0) સમીકરણ દ્વારા કરવામાં આવે છે, જ્યાં ρ(0) એ પ્રારંભિક બલ્ક ડેન્સિટી છે અને ρ(500) એ 500 પછીની ગણતરી કરેલ ટેપ ડેન્સિટી છે. નળGranuPack પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને પાઉડરની થોડી માત્રા (સામાન્ય રીતે 35 મિલી) સાથે પરિણામો પુનઃઉત્પાદન કરી શકાય છે.
પાવડરના ગુણધર્મો અને સામગ્રીની પ્રકૃતિ જેમાંથી ઉપકરણ બનાવવામાં આવે છે તે મુખ્ય પરિમાણો છે.પ્રવાહ દરમિયાન, પાઉડરની અંદર ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ચાર્જીસ ઉત્પન્ન થાય છે, અને આ ચાર્જ ટ્રાઈબોઈલેક્ટ્રિક અસરને કારણે થાય છે, જ્યારે બે ઘન પદાર્થોના સંપર્કમાં આવે ત્યારે ચાર્જનું વિનિમય થાય છે.
જ્યારે પાવડર ઉપકરણની અંદર વહે છે, ત્યારે કણો વચ્ચેના સંપર્કમાં અને કણો અને ઉપકરણ વચ્ચેના સંપર્કમાં ટ્રાઇબોઇલેક્ટ્રિક અસરો થાય છે.
પસંદ કરેલ સામગ્રી સાથે સંપર્ક પર, GranuCharge આપમેળે પ્રવાહ દરમિયાન પાવડરની અંદર ઉત્પન્ન થયેલ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ચાર્જની માત્રાને માપે છે.પાવડરનો નમૂનો વાઇબ્રેટિંગ વી-ટ્યુબમાં વહે છે અને ઇલેક્ટ્રોમીટર સાથે જોડાયેલા ફેરાડે કપમાં પડે છે જે વી-ટ્યુબમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે પાવડર મેળવેલા ચાર્જને માપે છે.પુનઃઉત્પાદન કરી શકાય તેવા પરિણામો માટે, વી-ટ્યુબને વારંવાર ફરતા અથવા વાઇબ્રેટિંગ ઉપકરણ સાથે ફીડ કરો.
ટ્રાઇબોઇલેક્ટ્રિક ઇફેક્ટને કારણે એક ઑબ્જેક્ટ તેની સપાટી પર ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે અને આમ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે, જ્યારે અન્ય ઑબ્જેક્ટ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે અને તેથી હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે.કેટલીક સામગ્રીઓ અન્ય કરતાં વધુ સરળતાથી ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે, અને તે જ રીતે, અન્ય સામગ્રીઓ વધુ સરળતાથી ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે.
કઈ સામગ્રી નકારાત્મક બને છે અને કઈ સકારાત્મક બને છે તે ઇલેક્ટ્રોન મેળવવા અથવા ગુમાવવા માટે સામેલ સામગ્રીના સંબંધિત વલણ પર આધારિત છે.આ વલણોનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે, કોષ્ટક 1 માં બતાવેલ ટ્રાઇબોઇલેક્ટ્રિક શ્રેણી વિકસાવવામાં આવી હતી.સામગ્રી કે જે હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થવાનું વલણ ધરાવે છે અને અન્ય કે જે નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થવાનું વલણ ધરાવે છે તે સૂચિબદ્ધ છે, જ્યારે સામગ્રી કે જે વર્તનની વૃત્તિઓનું પ્રદર્શન કરતી નથી તે કોષ્ટકની મધ્યમાં સૂચિબદ્ધ છે.
બીજી બાજુ, આ કોષ્ટક માત્ર સામગ્રી ચાર્જ વર્તનના વલણ પર માહિતી પ્રદાન કરે છે, તેથી પાવડર ચાર્જ વર્તન માટે ચોક્કસ મૂલ્યો પ્રદાન કરવા માટે GranuCharge બનાવવામાં આવ્યું હતું.
થર્મલ વિઘટનનું વિશ્લેષણ કરવા માટે ઘણા પ્રયોગો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા.નમૂનાઓ એક થી બે કલાક માટે 200 ° સે પર છોડી દેવામાં આવ્યા હતા.પછી પાવડરનું તરત જ ગ્રાનુડ્રમ (થર્મલ નામ) સાથે વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.પછી પાવડરને કન્ટેનરમાં મૂકવામાં આવે છે જ્યાં સુધી તે આસપાસના તાપમાન સુધી પહોંચે નહીં અને પછી GranuDrum, GranuPack અને GranuCharge (એટલે ​​​​કે "ઠંડા") નો ઉપયોગ કરીને વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.
સમાન ભેજ/રૂમના તાપમાને, એટલે કે સાપેક્ષ ભેજ 35.0 ± 1.5% અને તાપમાન 21.0 ± 1.0 °C પર GranuPack, GranuDrum અને GranuCharge નો ઉપયોગ કરીને કાચા નમૂનાઓનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.
કોહેશન ઇન્ડેક્સ પાવડરની ફ્લોબિલિટીની ગણતરી કરે છે અને ઇન્ટરફેસ (પાવડર/એર) ની સ્થિતિમાં ફેરફારો સાથે સંબંધ ધરાવે છે, જે ફક્ત ત્રણ સંપર્ક દળો (વાન ડેર વાલ્સ, કેશિલરી અને ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક) ને પ્રતિબિંબિત કરે છે.પ્રયોગ પહેલાં, સંબંધિત ભેજ (RH, %) અને તાપમાન (°C) રેકોર્ડ કરો.પછી ડ્રમ કન્ટેનરમાં પાવડર રેડો અને પ્રયોગ શરૂ કરો.
અમે નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે થિક્સોટ્રોપિક પરિમાણોને ધ્યાનમાં લેતી વખતે આ ઉત્પાદનો કેકિંગ માટે સંવેદનશીલ ન હતા.રસપ્રદ વાત એ છે કે, થર્મલ સ્ટ્રેસે A અને B ના નમૂનાઓના પાઉડરની રેયોલોજિકલ વર્તણૂકને શીયર થિનિંગથી શીયર થિનિંગમાં બદલી નાખી.બીજી બાજુ, સેમ્પલ C અને SS 316L તાપમાનથી પ્રભાવિત થયા ન હતા અને માત્ર શીયર જાડું થવું દર્શાવે છે.દરેક પાઉડર ગરમ અને ઠંડક પછી વધુ સારી રીતે ફેલાવવાની ક્ષમતા (એટલે ​​​​કે નીચું કોહેશન ઇન્ડેક્સ) દર્શાવે છે.
તાપમાનની અસર કણોના ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર પર પણ આધાર રાખે છે.સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા જેટલી વધારે છે, તેટલી વધારે તાપમાન પર અસર થાય છે (એટલે ​​​​કે ???225°?=250?.?-1.?-1) અને ?316?225°?=19?.?-1.?-1), કણો જેટલા નાના, તાપમાનની અસર વધુ મહત્વપૂર્ણ.એલ્યુમિનિયમ એલોય પાઉડરની વધેલી સ્પ્રેડેબિલિટીને કારણે એલિવેટેડ તાપમાને કામ કરવું એ એક સારી પસંદગી છે, અને કૂલ કરેલા નમૂનાઓ નૈસર્ગિક પાઉડરની તુલનામાં વધુ સારી પ્રવાહક્ષમતા પ્રાપ્ત કરે છે.
દરેક GranuPack પ્રયોગ માટે, દરેક પ્રયોગ પહેલાં પાવડરનું વજન રેકોર્ડ કરવામાં આવ્યું હતું, અને નમૂનાને 1 Hz ની અસર આવર્તન સાથે 1 mm (ઇમ્પેક્ટ એનર્જી ∝) ના માપન કોષના મુક્ત પતન સાથે 500 અસરને આધિન કરવામાં આવી હતી.નમૂનાઓ વપરાશકર્તાથી સ્વતંત્ર સોફ્ટવેર સૂચનાઓ અનુસાર માપન કોષોમાં વિતરિત કરવામાં આવે છે.પછી પુનઃઉત્પાદનક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવા અને સરેરાશ અને પ્રમાણભૂત વિચલનની તપાસ કરવા માટે માપને બે વાર પુનરાવર્તિત કરવામાં આવ્યા હતા.
ગ્રાનુપેક વિશ્લેષણ પૂર્ણ થયા પછી, પ્રારંભિક પેકિંગ ઘનતા (ρ(0)), અંતિમ પેકિંગ ઘનતા (ઘણી ક્લિક્સ પર, n = 500, એટલે કે ρ(500)), હોઝનર રેશિયો/કાર ઇન્ડેક્સ (Hr/Cr) , અને બે રેકોર્ડ પરિમાણ (n1/2 અને τ) કોમ્પેક્શન ડાયનેમિક્સથી સંબંધિત.શ્રેષ્ઠ ઘનતા ρ(∞) પણ બતાવવામાં આવે છે (જુઓ પરિશિષ્ટ 1).નીચેનું કોષ્ટક પ્રાયોગિક ડેટાને ફરીથી ગોઠવે છે.
આકૃતિઓ 6 અને 7 એકંદર કોમ્પેક્શન વણાંકો દર્શાવે છે (બલ્ક ઘનતા વિરુદ્ધ અસરોની સંખ્યા) અને n1/2/હૌસનર પેરામીટર રેશિયો.સરેરાશનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરાયેલ ભૂલ બાર દરેક વળાંક પર બતાવવામાં આવે છે, અને પુનરાવર્તિતતા પરીક્ષણોમાંથી પ્રમાણભૂત વિચલનોની ગણતરી કરવામાં આવી હતી.
316L સ્ટેનલેસ સ્ટીલ ઉત્પાદન સૌથી ભારે ઉત્પાદન હતું (ρ(0) = 4.554 g/mL).ટેપીંગ ડેન્સિટીના સંદર્ભમાં, SS 316L હજુ પણ સૌથી ભારે પાવડર છે (ρ(n) = 5.044 g/mL), ત્યારબાદ સેમ્પલ A (ρ(n) = 1.668 g/mL), ત્યારબાદ સેમ્પલ B (ρ (n) = 1.668 g/ml) (n) = 1.645 g/ml).સેમ્પલ C સૌથી નીચો હતો (ρ(n) = 1.581 g/mL).પ્રારંભિક પાવડરની જથ્થાબંધ ઘનતા અનુસાર, આપણે જોઈએ છીએ કે નમૂના A સૌથી હળવો છે, અને ભૂલ (1.380 g/ml)ને ધ્યાનમાં લેતા, B અને C ના નમૂનાઓ લગભગ સમાન મૂલ્ય ધરાવે છે.
જ્યારે પાવડરને ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેનો હૌસનર રેશિયો ઘટે છે, જે માત્ર B, C અને SS 316L ના નમૂનાઓ માટે જ થાય છે.નમૂના A માટે, ભૂલ બારના કદને કારણે આ કરી શકાતું નથી.n1/2 માટે, પરિમાણ વલણો ઓળખવા વધુ મુશ્કેલ છે.નમૂના A અને SS 316L માટે, n1/2 નું મૂલ્ય 2 કલાક પછી 200°C પર ઘટ્યું, જ્યારે B અને C પાવડર માટે તે થર્મલ લોડિંગ પછી વધ્યું.
દરેક GranuCharge પ્રયોગ માટે વાઇબ્રેટિંગ ફીડરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો (જુઓ આકૃતિ 8).316L સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પાઇપનો ઉપયોગ કરો.પ્રજનનક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે માપને 3 વખત પુનરાવર્તિત કરવામાં આવ્યા હતા.દરેક માપન માટે વપરાતા ઉત્પાદનનું વજન આશરે 40 મિલી હતું અને માપન પછી કોઈ પાવડર પુનઃપ્રાપ્ત થયો ન હતો.
પ્રયોગ પહેલાં, પાવડરનું વજન (mp, g), સંબંધિત હવાની ભેજ (RH, %), અને તાપમાન (°C) નોંધવામાં આવે છે.પરીક્ષણની શરૂઆતમાં, ફેરાડે કપમાં પાવડર દાખલ કરીને પ્રાથમિક પાવડર (q0 in µC/kg) ની ચાર્જ ઘનતા માપો.છેલ્લે, પાવડરના સમૂહને રેકોર્ડ કરો અને પ્રયોગના અંતે અંતિમ ચાર્જ ઘનતા (qf, µC/kg) અને Δq (Δq = qf – q0) ની ગણતરી કરો.
કાચો GranuCharge ડેટા કોષ્ટક 2 અને આકૃતિ 9 (σ એ પુનઃઉત્પાદનક્ષમતા પરીક્ષણના પરિણામોમાંથી ગણવામાં આવેલું પ્રમાણભૂત વિચલન છે) માં દર્શાવવામાં આવ્યું છે, અને પરિણામો હિસ્ટોગ્રામ તરીકે રજૂ કરવામાં આવ્યા છે (ફક્ત q0 અને Δq બતાવવામાં આવ્યા છે).SS 316L ની પ્રારંભિક કિંમત સૌથી ઓછી હતી;આ એ હકીકતને કારણે હોઈ શકે છે કે આ ઉત્પાદનમાં સૌથી વધુ PSD છે.પ્રાથમિક એલ્યુમિનિયમ એલોય પાવડરના પ્રારંભિક ચાર્જની રકમ અંગે, ભૂલોના કદને કારણે કોઈ નિષ્કર્ષ દોરી શકાતા નથી.
316L સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પાઇપ સાથે સંપર્ક કર્યા પછી, નમૂના A એ પાઉડર B અને Cની તુલનામાં ઓછામાં ઓછો ચાર્જ મેળવ્યો, જે સમાન વલણને હાઇલાઇટ કરે છે, જ્યારે SS 316L પાવડરને SS 316L સાથે ઘસવામાં આવે છે, ત્યારે 0 ની નજીક ચાર્જ ઘનતા જોવા મળે છે (જુઓ ટ્રાઇબોઇલેક્ટ્રિક શ્રેણી).ઉત્પાદન B હજુ પણ A કરતાં વધુ ચાર્જ થયેલ છે. નમૂના C માટે, વલણ ચાલુ રહે છે (સકારાત્મક પ્રારંભિક ચાર્જ અને લિકેજ પછી અંતિમ ચાર્જ), પરંતુ થર્મલ ડિગ્રેડેશન પછી ચાર્જની સંખ્યા વધે છે.
200 °C પર થર્મલ સ્ટ્રેસના 2 કલાક પછી, પાવડરનું વર્તન અદભૂત બની જાય છે.નમૂના A અને B માં, પ્રારંભિક ચાર્જ ઘટે છે અને અંતિમ ચાર્જ નકારાત્મકથી હકારાત્મકમાં બદલાય છે.SS 316L પાવડર સૌથી વધુ પ્રારંભિક ચાર્જ ધરાવતો હતો અને તેની ચાર્જ ઘનતામાં ફેરફાર સકારાત્મક બન્યો પરંતુ તે ઓછો રહ્યો (એટલે ​​​​કે 0.033 nC/g).
અમે એલ્યુમિનિયમ એલોય (AlSi10Mg) અને 316L સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પાઉડરની સંયુક્ત વર્તણૂક પર થર્મલ ડિગ્રેડેશનની અસરની તપાસ કરી જ્યારે 200 °C પર 2 કલાક પછી આસપાસની હવામાં મૂળ પાવડરનું વિશ્લેષણ કર્યું.
ઉચ્ચ તાપમાને પાઉડરનો ઉપયોગ ઉત્પાદનની ફેલાવાની ક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે, અને આ અસર ઉચ્ચ વિશિષ્ટ સપાટી વિસ્તાર અને ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા ધરાવતી સામગ્રીવાળા પાવડર માટે વધુ મહત્વપૂર્ણ લાગે છે.GranuDrum નો ઉપયોગ પ્રવાહનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો, GranuPack નો ઉપયોગ ડાયનેમિક ફિલિંગ વિશ્લેષણ માટે કરવામાં આવ્યો હતો, અને GranuCharge નો ઉપયોગ 316L સ્ટેનલેસ સ્ટીલ ટ્યુબિંગના સંપર્કમાં પાવડરની ટ્રાઇબોઇલેક્ટ્રીસિટીનું વિશ્લેષણ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.
આ પરિણામો GranuPack નો ઉપયોગ કરીને સ્થાપિત કરવામાં આવ્યા હતા, જે થર્મલ સ્ટ્રેસ પ્રક્રિયા પછી દરેક પાવડર (કદની ભૂલને કારણે નમૂના A ના અપવાદ સાથે) માટે હૌસનર ગુણાંકમાં સુધારો દર્શાવે છે.પેકિંગ પરિમાણો (n1/2) ને જોતાં, ત્યાં કોઈ સ્પષ્ટ વલણો નહોતા કારણ કે કેટલાક ઉત્પાદનોએ પેકિંગ ઝડપમાં વધારો દર્શાવ્યો હતો જ્યારે અન્યમાં વિરોધાભાસી અસર હતી (દા.ત. નમૂનાઓ B અને C).