1.4 Ұнтақтар қасиеттері және оларды бақылау әдістері

Металл ұнтақтары химиялық, физикалық және техникалық қасиеттерімен сипатталады.

Ұнтақтардың ең маңызды негізгі сипаттамалары мемлекеттік стандарттарда (МЕСТ) немесе техникалық шарттарында (ТШ) көрсетіледі.

1.4.1 Химиялық қасиеттері. Ұнтақтан материалдар мен бұйымдарды даярлау жарамдылығын бағалау кезінде ең бастысы негізгі металл, қоспалар, әртүрлі механикалық ласталар мен газдар мөлшерлерімен танысу.

Ұнтақтың химиялық құрамы оны өңдіру әдістеріне және бастапқы материалдың тазалық дәрежесіне тәуелді. Негізгі металл мөлшері немесе қорытпаның негізгі компоненттер суммасы ұнтақтарда 98–99% төмен болмайды. Кейбір жағдайларда ерекше қасиеттерімен бұйымдарды жасау кезінде таз металды ұнтақтар қолданылады. Ұнтақтардағы рұқсатты қоспалар мөлшері дайын бұйымдағы мөлшерімен анықталады. Ұнтақтың маңызды химиялық ерекшеліктері ретінде олардың ұлы иісі мен пирофорлығы болып табылады. Барлық ұнтақ тәрізді металдар жұмыс істеу кезінде адам ағзасына зиян келтіреді, бірақ жинақылық күйінде көп металдар зиян келтірмейді. Пирофорлығы, яғни ұнтақтың ауамен әрекеттесу кезінде өздігінен жану қабілеті, ұнтақтын жануына және жарылысқа келтіреді. Zn, Al, Mg, Fe, Co өте ұсақ ұнтақтарына жатады. Осыған байланысты металл ұнтақтарымен жұмыс істеу кезінде міндетті түрде арнайы қауіпсіздік шараларын сақтау қажет.

1.4.2 Физикалық қасиеттері. Бөлшектер пішіні. Алу әдісіне байланысты ұнтақөтың пішіні сфералық (шашырату), кемік түрлі (қалпына келтіру), сынық (шарлы диірменде ұсақтату), дендритті (электролиз), тарелка тәрізді (құйынды диірмендерде ұсақтату), тамшы тәрізді (шашрату), болуы мүмкін. Бөлшектердің бастапқы пішіні ұнтақты келесі өңдеу кезінде неғұрлым өзгеруі мүмкін (ұнтақтау, күйдіру, түйіршіктеу және т.б.). Бөлшек пішінін анықтау үшін оптикалық және электронды микроскоптар қолданылады. Бөлшектер пішіні ұнтақтың техникалық қасиеттеріне, сонымен қатар одан жасалынған дайындамаларының тығыздық, беріктік және біртекті қасиеттеріне маңызды әсер етеді.

а – айналмалы электрод әдісі; б – балқыманы айналмалы дискке құю

12 Сурет – Балқыманы центр тепкіш шашырату сұлбасы

Бөлшектер өлшемі. Металл ұнтақтары өзімен өлшемдері микрометр үлесінен бастап миллиметрге дейін бөлшектер жиынтығын құрайды. Тәжірибеде ешқашан өлшемдері біркелкі металл ұнтақтарының бөлшектері кездеспейді. өлшемдері бойынша ең кең диапазонынаэлектролиз және қалпына келтіру жолымен алынған ұнтақтар ие болады. Ұнтақтардың жалпы мөлшеріне қатысуы бойынша нақты фрақцияларындағы бөлшектер массасының сапалық мөлшерін ұнтақтың гранулометриялық құрамы деп атайды

Ұнтақ фракциясы дегеніміз – бұл бөлшектер өлшемдерінің үстінгі мен астынғы мәні арасындағы диапазоны. Бөлшектер ірілігі бойынша ұнтақтардың гранулометриялық құрамын анықтау үшін електі, микроскопиялық, седиментациялық және талдаудың басқа түрлерін қолданылады.

Меншікті беті. Ұнтақтың меншікті беті өзімен көлем немесе масса бірлігіндегі барлық бөлшектерінің сыртқы бетінің суммасын құрайды. Меншікті бет ең маңызды сипаттама болып табылады, өткені пшіндеу және күйежентектеу кезінде ұнтақ тәртібіне әсер етеді. Ол бөлшектер өлшемдері мен пішініне, сонымен қатар ұнтақты алу шарттарымен анықталатын, олардың беттерінің “тегістік” дәрежесіне тәуелді.

Микроқаттылығы. Ұнтақ бөлшектерінің микроқаттылығын оның деформацияға қабілеттілігі сипаттайды, бұл пішіндеу кезінде ұнтақтың мүмкінді тәртібін бағалау үшін маңызды. Ол көп дәрежеде ұнтақ бөлшектеріндегі әртүрлі қоспалары мен кристалл торыны бұрмалауына тәуелді.

а – шұңқыр; б – волюмометр; 1 – штатив; 2 – шұңқыр; 3 – сыйымдылығы 25 см³ стакан; 4 – үлкен қабылдау шұңқыры; 5 – кіші шұңқыр; 6 – алмалы қақпақ; 7 – корпустың тіреу қабырғасы; 8 – корпустың шешіп алынатын қабырғасы; 9 – реттегіш шұңқыр; 10 – сыйымдылығы 25 см³ стакан

13 Сурет – Ұнтақтың себу тығыздығын анықтау үшін арналған құрылғы

Тығыздық. Пикнометриялық , г/см³ деп аталатын ұнтақ бөлшектерінің нақты тығыздығы әрқашанда ұнтақтың теориялық тығыздығынан ерекшеленеді. Бұл ұнтақ бөлшектеріндегі қоспаларымен, ақуларыменжәне басқа себептерімен түсіндіріледі.

1.4.3 Технологиялық қасиеттері. Себу тығыздығы және сілку тығыздығы. Себу тығыздығы, бұл ұнтақтың көлемді сипаттамасы және өзімен еркін себу кезіндегі оның көлемінің бірлік массасын құрайды.

Себу тығыздығына кері мөлшерін себу көлемі деп атайды. Себу көлемі бұл еркін себу кезіндегі ұнтақ массасының бірлігі алатын көлем.

«Сілку тығыздығы» ұғымы еркін себілген ұнтақ алатын көлемнің 20–50% дейін байқалатын азаюымен байланысты, оған механикалық дірілді тербеліс әсер ету кезінде.

Ұнтақ массасының осы жаңа азайтылған көлемінің мөлшеріне қатынасы сілку тығыздығы деп аталады. Сілку үрдісінде ұнтақ көлемі өзгеруі тоқтағаннан кейін оны тұра өлшемді цилиндрде бекітіп, ұнтақтын анықты массасын осы көлемнің мөлшеріне бөледі. Ұнтақ бетіндегі кедыр–бұдырлығы минималды болған кезде және де бөлшектерінің пішіні сфера тәріздес болған жағдайда максималды сілку тығыздығына жету мүмкін.

1.4.2 Физикалық қасиеттері. Бөлшектер пішіні. Алу әдісіне байланысты ұнтақөтың пішіні сфералық (шашырату), кемік түрлі (қалпына келтіру), сынық (шарлы диірменде ұсақтату), дендритті (электролиз), тарелка тәрізді (құйынды диірмендерде ұсақтату), тамшы тәрізді (шашрату), болуы мүмкін. Бөлшектердің бастапқы пішіні ұнтақты келесі өңдеу кезінде неғұрлым өзгеруі мүмкін (ұнтақтау, күйдіру, түйіршіктеу және т.б.). Бөлшек пішінін анықтау үшін оптикалық және электронды микроскоптар қолданылады. Бөлшектер пішіні ұнтақтың техникалық қасиеттеріне, сонымен қатар одан жасалынған дайындамаларының тығыздық, беріктік және біртекті қасиеттеріне маңызды әсер етеді.

Аққыштығы. Ұнтақтың аққыштығы оның белгілі жылдамдығымен тесіктерден ағу қабілеттілігін атайды.

14 Сурет – Аққыштығын анықтау үшін арналған шұңқыр