Адгезиометр для измерения адгезии порошков к твердым поверхностям подложек

 

Изобретение относится к испытательной технике, предназначено для измерения адгезии порошков к твердым поверхностям подложек при обрыве частиц порошка под действием центробежных сил инерции и позволяет повысить точность измерения. Держатель подложки с нанесенным на нее порошком выполнен в виде полого цилиндра, ось которого перпендикулярна оси вращения выходного вала привода, мембраны с тензодатчиками, двух поршней и балансира. Мембрана установлена поперек цилиндра и разделяет его на две равные . герметичные секции, в которых размещены поршни. На одном поршне закрепляют подложку с порошком, а на другом - балансир. При вращении цилиндра поршни, предварительно установленные в секциях цилиндра на равном расстоянии от мембраны, раздвигаются и при отрыве частиц порошка от подложки в момент превышения центробежной силой инерции адгезионной прочности сцепления порошка с подложкой они устанавливаются на разном расстоянии от мембраны. В секциях цилиндра изменяется давление, и мембрана прогибается, что фиксируется тензодатчиками. Оторвавшаяся масса частиц измеряется силоизмерителем, связанным с экраном, улавливающим частицы порошка. 1 э.п. ф-лы 1 ил, 1 табл. W ю СП N9

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Ка!УБЛИК!

511 4 С 01 N 19/04

Ц, И

ВКЫЙО: ..1 А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А STOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPb!TVM (2 1) 3867859/25-28 (22) 19.03.85 (46) 23.08.86. Бюл. Р 31 (71) Калининский государственный университет (72) Е.А.Синицын, К.И.Савченко и В.А.Морозов (53) 620.179.4(088.8) (56) Зимон А.Д. Адгезия пыли и порошков. — М.: Химия, 1975, с. 73-74.

Авторское свидетельство СССР

Р 313145, кл. G 01 N 19/04, 1968. (54) АДГЕЗИОМЕТР ДДЯ ИЗМЕРЕНИЯ АДГЕЗИИ ПОРОШКОВ К ТВЕРДЫМ ПОВЕРХНОСТЯМ IIOPJIOFEK (57) Изобретение относится к испытательной технике, предназначено для измерения адгезии порошков к твердым поверхностям подложек при обрыве частиц порошка под действием центробежных сил инерции и позволяет повысить точность измерения °

Дерзатель подлолски с нанесенным на нее порошком выполнен в виде полого цилиндра, ось которого перпен„„SU„„) 252712 А 1 дикулярна оси вращения выходного вала привода, мембраны с тенэодатчиками, двух поршней и балансира.

Мембрана установлена поперек цилиндра и разделяет его на две равные герметичные секции, в которых размещены поршни. На одном поршне закрепляют подло кку с порошком, а на другом — балансир. При вращении цилиндра поршни, предварительно установленные в секциях цилиндра на равном расстоянии от мембраны, раздвигаются и при отрыве частиц порошка от подложки в момент превышения центробежной силой инерцни адгезионной прочности сцепления порошка с подложкой они устанавливаются на разном расстоянии от мембраны. В секциях цилиндра изменяется давление, и мембрана прогибается, что фиксируется тензодатчиками. Оторвавшаяся масса частиц измеряется силоиэмерителем, связанным с экраном, улавливающим частицы порошка. 1 з.п. ф-лы

1 ил, 1 табл.

1252712

15

25

35

F, 1О- Н и с \

R. 6 m

10 м 10 кг

10 рад/с

0,42

0,42

1,21

0 45

0,41

Изобретение отн )гитгя к испытательной технике, я именно к ядгезионным для измерения ядгезии порошков к твердым поверхностям подложек.

Цель изобретения — повьппение точности измерения ядгезии.

11я чертеже показана схема предлагаемого ядгезиометря.

Лдгезиометр содержит привод 1 с редуктором 2 скорости вращения выходного нала с, держатель, выполненный в ниде пол го цилиндра 4> ось которого перпендикулярна оси вращения выходнгго вяла 3, гибкой мембраны 5 с тензодатчиками 6, установленной поперек цилиндра 4 и рязделякяцей его ня две равные герметичные секции

7 и 8, двух поршней 9 и 10, размещенных в соответствуюпсих секциях 7 и 8 цилиндра 4 с возможностью осевого перемещения, один из которых (9) предназначен для закрепления на нем подложки 11, а на другом (1О) закреплен балансир 12. Кроме того, устрой ство содержит экран 13, охватывающий держатель, и силоизмеритель 14, связан— ный с экраном 13. В стенке цилиндра 4 в каждой секции 7 и 8 между мембраной

5 и поршнем 9 и 10 вгпполнены отверстия, в которых устанс влеHhl клапаны

15 и 16.

Лдгезиометр работает следующим образом.

Открывают клапаны 15 и 16 в стенке цилиндра 4, симметрично располагают поршни 9 и 10 в секциях 7 и 8 вблизи мембраны 5 и закрывают клапаны 15 и 16. Ца поршне 9 закрепляют подложку 11 с нанесенным на нее испьгтуемым порошком. Предварительно определяют массу нанесенного порошка взвешиванием. Изменяют положение балангира 12 на поршне 10 и добиваются равенгтва центробежных гил инер ции r подложкой 11 на поршне 9. Вклю чают привод 1 и, изменяя скорость вращения редуктором 2, начинают вращать цилиндр 4 на выходном валу 3 приводя 1, При вращении цилиндра 4 поршни 9 и 10 начинают перемещаться под действием возникающих центробежных гил на одинаковгпе расстояния от мембрангп 5, увеличивая обьем секций

7 и 8 цилиндра 4. !!ереме пение поршней 9 и 10 на одинаковые расстояния от мембраны 5 приводит к одинаковому изменению давления в секциях 7 и 8, и мембрана 5 не деформируется.

Кяк только центробежная сила инерции, действующая ня частицы порошка, превьш)ает силу адгезионцого взаимодействия их с подложкой 11, частицы порошка начинают отрываться и собираются в экране 13. С отрывом частиц порошка и;меняется масса порошка, нянесенного на подложку 11, что влечет зя собой изменение силы, действующей на поршень 9 с подложкой 11, Возникает разница сил, действующих на поршни 9 и 10, которая приводит к paçl.ипе давлений в секциях 7 и 8 цилиндра 4, под действием которой мембрана 5 прогибается. Изгиб мембраны 5 воспринимают ня себя тензодатчики 6, сигнал с которых регистрируют известными средствами (не показаны). При этом определяют расстояние от подложки 11 до оси вращения цилиндра 4 и скорость вращения цилиндра 4. Измеряют массу оторвавшихся частиц порошка с помощью силоизмерителя 14 и рассчитывают адгезию порошка к поверхности подложки 11 по извегтным формулам.

Пример. Определяли адгезию порошка Са,(РО4), с размером частиц (100-130) 10 м, нанесенного на твердую поверхность подложки.

Параметры для расчета ядгезии порошка сведены в таблицу, где: 0! угловая с.корость вращения цилиндра

R — расстояние от поверхности контакта порошка с подложкой до оси вращения цилиндра, ссщ — масса оторвавшихся частиц; F — сила адгезионного взаимодействия в расчете на одну частицу, л F — относительная ошибка измерения.

9 2 53 11 5 0 69

8,4 91 13 12,26

7, 1 10 10, l 12, 78

8,6 72 12 3,63

11, 1 63 . 11 3 2 42

Средние значения силы адгезии и относительной оп;ибки составляют:

F„=11 58 10 !1 " 1 =" 367 °

12527

Составитель В.Свиридов

РедактоР О.БУгиР ТехРед В.Кадар

КоРРектоР Л.Пилипенко

Заказ 4618/46 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Формула и з о б р е т е н и я

1. Адгезиометр для измерения адгезии порошков к твердым поверхностям подложек, содержащий держатель подложки с приводом его вращения, экран, охватывающий держатель, и силоизмеритель, связанный с экраном, 1 отличающийся тем, что, с целью повьш ения точности измере- 10 ния держатель выполнен в виде полого цилиндра, ось которого перпендикулярна оси вращения выходного вала ивода гибкой мембраны с тензодат12 4 чиками, установленной поперек цилиндра и разделяющей его на две рав. ные герметичные секции, двух поршней размещенных в соответствующих секциях цилиндра с возможностью осевого перемещения, один из которых предназначен для закрепления на нем подложки, и балансира, закрепленного на другом поршне.

2. Адгеэиометр по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что в стенке цилиндра в каждой секции между мембраной и поршнем выполнено отверстие, в котором установлен клапан.