재료공학실험 | 알루미늄 입도분석실험(체분석)

 

 

 

TIP

 

 

알루미늄 powder의 밀도와 분말의 크기를 측정하고 단위 부피당 얼마의 입자가 존재하는지 알 수 있으며, 원소에 들어있는 함량 등을 알 수 있고, 이론밀도와 비교하고, 광학현미경과 SEM을 이용하여 알루미늄 powder의 평균 입자 크기와 분포를 측정한다.

 

 

 

체분리의 원리

체질은 입도의 차이만을 이용하여 입자를 분리하는 방법이다. 공업적 체질에서는 분쇄물과 같은 고체를 체표면에 떨어뜨려서 입자가 체표면에 머무는 동안 체구멍을 통과하는 미분(fine), 또는 통과분(undersize)과 체구멍을 통과하지 못하고 체에 잔류하는 조분(coarse), 잔류분(oversize), 또는 꼬리분(tail)으로 분리할 수 있다. 이런 경우는 체를 1개만 사용한 경우이므로 입도범위가 알려지지 않는 단순한 분리물(unsized fraction)을 얻는다.

즉, 통과분의 최소입도나 잔류분의 최대입도는 우너료의 입도분포가 알려져 있을 때만 알 수 있다. 그러나 체구멍 크기가 각각 다른 몇 개의 체를 크기 순서대로 설치할 때, 각 체를 통과한 물질은 크기별로 구분된 몫을 얻을 수가 있고 각 몫의 최대입도나 최저입도는 체구멍 크기에 의하여 결정된다. 체질은 보통 건식방법으로 수행되지만, 입도가 20㎛ 이하가 되면 습식 체질에 의하여 분리가 가능하다. 이때는 체망을 통한 여과현상과 같아진다.

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실험 방법

1. 실험 과정

준비된 알루미늄 시료 60g 을 스푼을 이용하여 저울에 덜어낸다. 덜어낸 알루미늄 시료를 시험관에 담고, 부피를 측정한 뒤 약 5분간 두드려 압축시킨 뒤 밀도와 부피를 측정한다.(여기서 주의할 점은 알루미늄 시료를 옮겨 담을 때 시료가 날아가지 않도록 조심해야한다) 정확한 실험을 위해 2번의 실험 과정을 거친다.

 

2. 밀도측정

순도 99.99%의 Fe, Al, Cu powder를 각각 30g씩 준비한 후, 이 powder를 메스실린더에 담아 부피를 측정하여 겉보기밀도를 계산하고, 또한 메스실린더에 담긴 powder를 두드려 침상되는 부피를 측정하여 Tap밀도를 계산한다.

 

3. 입도 분포

순도 99.99%의 Al powder 100g을 준비한 후, 분말입도분석기를 통해 5분동안 sieving한다. 이때 sieve의 크기는 106, 90, 63, 45, 38, 로 한다. 이것을 통해 각 크기의 sieve에 남아있는 powder의 질량을 측정할 수 있고 sieve의 대표 입자 크기를 측정하여 누적분포곡선을 그릴 수 있다.

 

4. 형상

각각의 powder를 cold mounting, pholishing과정을 거친 후, 광학현미경으로 표면을 관찰한다. 시편의 형상을 SEM을 통해 관찰한다.

 

 

 

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