ما هو حجم الجسيمات في الغربلة؟ دليل لتصنيف دقيق للجسيمات

في الغربلة، حجم الجسيمات ليس قياسًا مباشرًا لطول أو عرض الجسيم، بل هو تصنيف يعتمد على أصغر فتحة مربعة يمكن أن يمر من خلالها. هذا يعني أن الحجم المبلغ عنه للجسيم يُعرّف بواسطة شبكة الغربال القياسية التي إما تحتجزه أو تسمح له بالمرور. إنه في الأساس اختبار أبعاد للمرور.

تصنف الغربلة الجسيمات إلى نطاقات أحجام، وليس أبعادًا مطلقة. تتأثر النتيجة بشكل كبير بشكل الجسيم، حيث يحدد الشكل الاتجاه المطلوب للمرور عبر الشبكة، مما يعني أن الغربلة تقيس بفعالية البعد الثاني الأصغر للجسيم.

آليات تحليل الغربال

لفهم ما يخبرك به تحليل الغربال، يجب عليك أولاً فهم الأداة نفسها والعملية. النتيجة هي توزيع، وليس رقمًا واحدًا.

ما هو الغربال؟

الغربال الاختباري هو أداة دقيقة تتكون من شبكة، عادة ما تكون مصنوعة من قماش سلكي منسوج، بفتحات ذات حجم موحد ومحدد. تُركب هذه الشاشات في إطار دائري صلب.

الدور الحاسم لـ "حجم الشبكة"

يشير مصطلح حجم الشبكة إلى عدد الفتحات في الشاشة السلكية لكل بوصة خطية. هذه علاقة عكسية: رقم شبكة مرتفع يتوافق مع العديد من الفتحات الصغيرة، بينما رقم شبكة منخفض يعني عددًا أقل من الفتحات الأكبر.

على سبيل المثال، يحتوي الغربال القياسي الأمريكي رقم 8 على ثماني فتحات لكل بوصة وفتحة بحجم 2.36 ملم، وهو مناسب للرمال الخشنة. في المقابل، يحتوي الغربال رقم 200 على 200 فتحة لكل بوصة وفتحة صغيرة جدًا بحجم 75 ميكرومتر (µm)، ويستخدم للغرين والمساحيق الدقيقة.

عملية الغربلة

يستخدم تحليل الغربال مجموعة متداخلة من الغرابيل ذات أحجام شبكية أصغر تدريجيًا من الأعلى إلى الأسفل. توضع عينة موزونة مسبقًا من المادة في الغربال العلوي.

ثم تُهز المجموعة بأكملها بواسطة هزاز ميكانيكي. تمنح هذه الحركة كل جسيم الفرصة للمرور عبر الفتحات حتى يصل إلى غربال لا يمكنه المرور من خلاله.

كيف يتم الإبلاغ عن حجم الجسيمات

بعد الهز، تُوزن المادة المحتجزة على كل غربال. ثم يُبلغ عن "حجم الجسيمات" كـ كسر حجمي أو نطاق.

على سبيل المثال، الجسيمات التي مرت عبر غربال رقم 40 (425 ميكرومتر) ولكنها احتُجزت على غربال رقم 60 (250 ميكرومتر) تُصنف على أنها ضمن نطاق الحجم من -425 ميكرومتر إلى +250 ميكرومتر. تُقدم النتائج عادة كنسبة مئوية بالوزن لكل كسر حجمي.

لماذا شكل الجسيم هو العامل الحاسم

الجانب الأكثر سوء فهمًا في الغربلة هو التأثير العميق لشكل الجسيم. تفترض الطريقة أن الجسيمات كروية، وهو ما نادرًا ما يكون عليه الحال في العالم الحقيقي.

الكرة المثالية

إذا كنت تغربل كرات مثالية، فإن فتحة الغربال ستتطابق مباشرة مع قطر الكرة. سيكون القياس بسيطًا وواضحًا.

واقع الجسيمات غير المنتظمة

تتكون معظم المواد—من الرمل والحصى إلى المساحيق والحبوب—من جسيمات غير منتظمة أو ممدودة أو مسطحة. هذه الأشكال ليس لها "قطر" واحد.

"الفرصة الإحصائية" للمرور

يمكن لجسيم ممدود يشبه الإبرة أن يمر عبر فتحة شبكية أصغر بكثير من طوله الكلي. يحتاج ببساطة إلى توجيه نفسه عموديًا أثناء الاهتزاز ليسقط أولاً من طرفه.

لذلك، لا تقيس الغربلة البعد الأقصى للجسيم. مع وقت اهتزاز كافٍ، فإنها تقيس بفعالية البعد الثاني الأصغر للجسيم، حيث أن هذا هو ما يحكم في النهاية قدرته على المرور عبر الفتحة المربعة.

فهم المقايضات والقيود

الغربلة هي تقنية أساسية وفعالة من حيث التكلفة، ولكن من الأهمية بمكان أن تكون على دراية بقيودها لتفسير النتائج بشكل صحيح.

إنه تصنيف، وليس قياسًا دقيقًا

يقوم تحليل الغربال بفرز الجسيمات إلى صناديق أحجام. لا يمكنه توفير معلومات مفصلة عن مورفولوجيا الجسيمات (الشكل، الكروية، نسيج السطح) التي يمكن أن توفرها طرق مثل تحليل الصور الرقمية أو المجهر.

الحد الأدنى للعملية

بالنسبة للجسيمات الدقيقة جدًا، عادة ما تكون أقل من حوالي 45 ميكرون (شبكة رقم 325)، تصبح الغربلة غير فعالة. تتسبب قوى فان دير فالس في تكتل الجسيمات الدقيقة (التجمع)، مما يمنعها من المرور عبر الشبكة بشكل فردي.

نتائج غير دقيقة لأشكال معينة

يمكن أن تنتج المواد الممدودة أو المسطحة بشكل كبير (مثل رقائق الميكا، بعض الألياف) نتائج مضللة. قد يُصنف الألياف الطويلة في جزء دقيق جدًا لأن عرضها الضيق يسمح لها بالمرور عبر الفتحات الصغيرة، مما يمثل حجمها الكلي بشكل خاطئ.

الحاجة إلى إجراء موحد

لا تكون النتائج قابلة للتكرار إلا إذا تم التحكم في الإجراء بدقة. يمكن لعوامل مثل مدة الهز، وسعة الاهتزاز، ووزن العينة الأولي أن تؤثر بشكل كبير على التوزيع النهائي.

اتخاذ القرار الصحيح لهدفك

يظل تحليل الغربال أداة لا غنى عنها عند استخدامه للتطبيق الصحيح. يحدد هدفك المحدد ما إذا كان الخيار الصحيح.

• إذا كان تركيزك الأساسي هو مراقبة الجودة الروتينية أو مراقبة العملية: الغربلة هي طريقة ممتازة وموثوقة وغير مكلفة للتحقق من أن المادة تلبي باستمرار مواصفات حجم محددة.
• إذا كان تركيزك الأساسي هو التوصيف الشامل للجسيمات للبحث والتطوير: استخدم الغربلة للتصنيف الأولي، ولكن استكملها بطرق أخرى مثل حيود الليزر أو تحليل الصور للحصول على صورة كاملة للحجم والشكل.
• إذا كان تركيزك الأساسي هو تحليل المساحيق الدقيقة أو المواد النانوية: الغربلة ليست الأداة المناسبة. يجب عليك استخدام طرق متقدمة مثل حيود الليزر، أو تشتت الضوء الديناميكي (DLS)، أو المجهر الإلكتروني.

في النهاية، يوفر تحليل الغربال إطارًا عمليًا وموحدًا لتصنيف العالم المادي حسب الحجم.

جدول الملخص:

الجانب	الوصف
التعريف	التصنيف بناءً على أصغر فتحة مربعة يمكن أن يمر الجسيم من خلالها.
المقياس الرئيسي	حجم الشبكة (عدد الفتحات لكل بوصة خطية).
القياس الفعال	البعد الثاني الأصغر للجسيم.
النطاق النموذجي	حوالي 45 ميكرون (شبكة رقم 325) وأكبر.
الأفضل لـ	مراقبة الجودة، مراقبة العمليات، والجسيمات ذات الحجم الخشن إلى المتوسط.

هل تحتاج إلى تحليل دقيق لحجم الجسيمات لمختبرك؟

تتخصص KINTEK في معدات المختبرات عالية الجودة والمواد الاستهلاكية لجميع احتياجاتك في الغربلة وتحليل الجسيمات. سواء كنت تحتاج إلى غرابيل اختبار قياسية، أو هزازات ميكانيكية، أو إرشادات حول أفضل طريقة لموادك المحددة، فإن خبرائنا هنا لمساعدتك في تحقيق نتائج دقيقة وقابلة للتكرار.

اتصل بفريقنا اليوم لمناقشة تطبيقك واكتشاف كيف يمكن لـ KINTEK تعزيز كفاءة مختبرك وجودة البيانات.

دليل مرئي