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Caracterização de materiais particulados
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Caracterização de pós
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caracterização
• Forma
• Tamanho
• Distribuição de tamanho
• Densidade aparente
• escoabilidade
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Caracterização
dos pósFormas e tamanhos
Diferentes
Afetam mistura e
compactação.
Em geral, tamanho
variado é benéfico.
Forma
• Avaliação qualitativa
– Esférica, alongada, acicular, flocos
• Razão de aspecto
– Medida em imagem de microscópio
– Razão = dimensão maior / dimensão menor
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A importância do
tamanho de partícula• Nos materiais sinterizados
– Muitas propriedades dependem do tamanho
de grão, que por sua vez depende do
tamanho de partícula
– Nos materiais em que a porosidade é
relevante, ela depende da distribuição de
tamanho de partícula
– O processamento é sensível a distribuição de
tamanho
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Tamanho de partícula
• Tamanho médio
– “diâmetro médio equivalente”
• Distribuição de tamanho
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tamanho: Parâmetros geométricos
V=4πr3/3
S=πD2
Métodos indiretos de medir
tamanho médio
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BET: área superficial média (em m2/g) , medida por adsorção-
dessorção de gas.
Fisher Subsieve size: tamanho Fisher subpeneira. Mede tamanho
médio abaixo de 10 μm por perda de carga (diferença de pressão) em
fluxo de ar.
Distribuição de tamanho
• Peneiramento: partículas maiores que
20um
• Sedimentação
• espalhamento de luz (light scattering)
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PENEIRAMENTO
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TAMANHO (MESH)
-100/+200 mesh: negativo significa passante.
positivo significa retido naquela peneira. Mesh: numero de aberturas
por polegada quadrada
Exemplos de distribuição de
tamanho por peneiramento
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MEDIDA DE TAMANHO POR
TÉCNICAS DE SEDIMENTAÇÃO
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where:
Lei de Stokes
Fd is the frictional force acting on the interface between the fluid
and the particle (in N),
And μ or η is the fluid's viscosity (in [kg m-1 s-1]), water is 10-3
kg/ms
R is the radius of the spherical object (in m), and
V is the particle's velocity (in m/s).
Combinando com a força da gravidade resulta em
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SEDIMENTAÇÃO
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Espalhamento de luz
Exemplo de resultado do
espalhamento laser
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DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO
DE PARTÍCULA
DISTRIBUIÇÃO LOG NORMAL
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DIFERENÇAS NAS
DISTRIBUIÇÕES
Distribuição log-normal
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Em probabilidade e estatística,
uma variável aleatória X tem a distribuição log-normal
quando o seu logaritmo tem a distribuição normal.
Logo, sua função de densidade é
o gráfico log normal
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Log: tamanho
Normal: frequencia
Densidade aparente
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A densidade aparente afeta a dimensão do compactado
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DENSIDADE APARENTE
Apparent density of a metal powder, or the weight of a unit volume of loose powder expressed in grams per cubic centimeter, is one of the fundamental properties of a powder.
This characteristic defines the actual volume occupied by a mass of loose powder, which directly affects processing parameters such as the design of compaction tooling and the magnitude of the press motions required to compact and densify loose powder.
In most compacting operations, dies are filled by volume measure, and presses operate either to a fixed position or a fixed pressure.
If the press operates to a fixed position, pressure can be maintained at a constant level only if the apparent density of the powder does not change.
If, however, the press operates to a fixed pressure, consistency in apparent density is necessary to ensure compacts of equal height.
Small fluctuations in apparent density can be compensated for by adjustments of pressure or stroke of the presses, but large-scale compacting requires that the apparent density of the powder be controlled within close limits.
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DENSIDADE APARENTE
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EFEITO DA FORMA NA
DENSIDADE APARENTE
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DENSIDADE APARENTE
EFEITO DE MISTURAR DOIS TAMANHOS DE PARTÍCULA:as pequenas ficam nos interstícuios das grandes,
aumentando a densidade aparente
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DENSIDADE BATIDA
Medida da densidade aparente após vibração.
O movimento entre as partículas diminui o atrito entre elas e
e as empacota.
Na prática industrial, indica o grau de empacotamento
induzido em containers e embalagens.
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ESCOABILIDADE
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MEDIDA DA ESCOABILIDADE
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APARATO EXPERIMENTAL
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ESCOABILIDADE DE PÓS
METÁLICOS
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EFEITO DA DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO
NA DENSIDADE APARENTE E
ESCOABILIDADE
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Segregação de tamanho
Existe tendência das partículas pequenas concentrarem-se
no centro da pilha, ou do container.
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Referências
• German
• Carvalho Ferreira (pulverometalurgia)
• Metals Handbook v. 7