Caracterização de materiais particulados

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Caracterização de pós

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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 de pós

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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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Caracterização de pós

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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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Caracterização de pós

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Tamanho de partícula

• Tamanho médio

– “diâmetro médio equivalente”

• Distribuição de tamanho

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Caracterização de pós

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Caracterização de pós

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tamanho: Parâmetros geométricos

V=4πr3/3

S=πD2

Métodos indiretos de medir

tamanho médio

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Caracterização de pós

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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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Caracterização de pós

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Caracterização de pós

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PENEIRAMENTO

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Caracterização de pós

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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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Caracterização de pós

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Caracterização de pós

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MEDIDA DE TAMANHO POR

TÉCNICAS DE SEDIMENTAÇÃO

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Caracterização de pós

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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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Caracterização de pós

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SEDIMENTAÇÃO

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Caracterização de pós

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Caracterização de pós

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Espalhamento de luz

Exemplo de resultado do

espalhamento laser

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Caracterização de pós

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Caracterização de pós

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DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO

DE PARTÍCULA

DISTRIBUIÇÃO LOG NORMAL

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Caracterização de pós

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DIFERENÇAS NAS

DISTRIBUIÇÕES

Distribuição log-normal

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Caracterização de pós

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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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Caracterização de pós

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A densidade aparente afeta a dimensão do compactado

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Caracterização de pós

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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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Caracterização de pós

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EFEITO DA FORMA NA

DENSIDADE APARENTE

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Caracterização de pós

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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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Caracterização de pós

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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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Caracterização de pós

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MEDIDA DA ESCOABILIDADE

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Caracterização de pós

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APARATO EXPERIMENTAL

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Caracterização de pós

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ESCOABILIDADE DE PÓS

METÁLICOS

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Caracterização de pós

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EFEITO DA DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO

NA DENSIDADE APARENTE E

ESCOABILIDADE

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Caracterização de pós

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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