Методичні та прикладні особливості опосередковано-аналітичного визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів

Виконано огляд публікацій з визначення товщини покриву зерен металізованих шліфпорошків надтвердих матеріалів. Проаналізовано підходи до постановки даної задачі, вивчено методичні особливості її рішення. Проведені дослідження показали, що у випадку, коли фактична 3D-форма зерна апріорі невідома, най...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:	Сверхтвердые материалы
Datum:	2019
1. Verfasser:	Петасюк, Г.А.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainisch
Veröffentlicht:	Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України 2019
Schlagworte:	Інструмент, порошки, пасти
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167313
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Методичні та прикладні особливості опосередковано-аналітичного визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів / Г.А. Петасюк // Надтверді матеріали. — 2019. — № 3 (239). — С. 77-89. — Бібліогр.: 31 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859939052407488512
author	Петасюк, Г.А.
author_facet	Петасюк, Г.А.
citation_txt	Методичні та прикладні особливості опосередковано-аналітичного визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів / Г.А. Петасюк // Надтверді матеріали. — 2019. — № 3 (239). — С. 77-89. — Бібліогр.: 31 назв. — укр.
collection	DSpace DC
container_title	Сверхтвердые материалы
description	Виконано огляд публікацій з визначення товщини покриву зерен металізованих шліфпорошків надтвердих матеріалів. Проаналізовано підходи до постановки даної задачі, вивчено методичні особливості її рішення. Проведені дослідження показали, що у випадку, коли фактична 3D-форма зерна апріорі невідома, найбільш досконалим є підхід, заснований на застосуванні зовнішньої питомої поверхні у розрахунку товщини покриву. Уперше запропоновано використовувати в цій розрахунковій схемі екстраполяційно-афінну 3D-модель зерна. На прикладі шліфпорошка АС125 400/315 доведено перевагу такої 3D-моделі у порівнянні з 3D-моделлю у формі кулі або куба. Використання екстраполяційноафінної 3D-моделі зерна дозволяє знаходити товщину покриву зерен металізованих алмазних порошків з меншою похибкою. Запропонований на основі такої методичної новації метод може бути використаний і для порошків інших абразивних матеріалів. Выполнен обзор публикаций по определению толщины покрытия зерен металлизированных шлифпорошков сверхтвердых материалов. Проанализированы подходы к формулированию данной задачи, изучены методические особенности ее решения. Проведенные исследования показали, что в случае, когда фактическая 3D-форма зерна априори неизвестна, наиболее совершенным есть подход, основанный на применении внешней удельной поверхности. Впервые предложено использовать в этой расчетной схеме экстраполяционно-аффинную 3D-модель зерна. На примере шлифпорошка АС125 400/315 доказано преимущество такой 3D-модели по сравнению с 3D-моделью в форме шара. Использование экстраполяционно-аффинной 3D-модели зерна позволяет находить толщину покрытия зерен металлизированных алмазных порошков без традиционного предположения о шарообразной форме их зерен и с меньшей погрешностью. Предложенный новый метод может быть использован и для порошков других абразивных материалов. The paper reviews the publications addressing the determination of the coating thickness on metal-coated grits of superhard materials. The available approaches to defining this problem have been analyzed and the methodological features of solving it have been studied. The present investigations have demonstrated that in the case where the actual 3D shape of a grit is a priori unknown the most appropriate approach is that which includes the outer specific surface in the coating thickness calculations. The author has been the first to propose to use an extrapolation-affine 3D model of a grit in such calculations. For synthetic diamond grits AS125 400/315 as an example, this 3D model has been shown to have a definite advantage over a sphere- and cube-shaped 3D model. The application of the extrapolation-affine 3D model of a grit provides a more accurate determination of the coating thickness on metal-coated diamond grits. The proposed method based on this methodological innovation is also suitable for grits of other abrasive materials.
first_indexed	2025-12-07T16:10:37Z
format	Article
fulltext	ISSN 0203-3119. Надтверді матеріали, 2019, № 3 77 УДК 621.921.34–492.544.023.5:539.215 Г. А. Петасюк Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна petasyuk@ukr.net Методичні та прикладні особливості опосередковано-аналітичного визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів Виконано огляд публікацій з визначення товщини покриву зерен металізованих шліфпорошків надтвердих матеріалів. Проаналізовано підходи до постановки даної задачі, вивчено методичні особливості її рішення. Проведені дослідження показали, що у випадку, коли фактична 3D-форма зерна апріорі невідома, найбільш досконалим є підхід, заснований на застосуванні зовнішньої питомої поверхні у розрахунку товщини покриву. Уперше запропоновано викори- стовувати в цій розрахунковій схемі екстраполяційно-афінну 3D-модель зерна. На прикладі шліфпорошка АС125 400/315 доведено перевагу такої 3D-моделі у порівнянні з 3D-моделлю у формі кулі або куба. Використання екстраполяційно- афінної 3D-моделі зерна дозволяє знаходити товщину покриву зерен металізова- них алмазних порошків з меншою похибкою. Запропонований на основі такої методичної новації метод може бути використаний і для порошків інших абра- зивних матеріалів. Ключові слова: металізація, товщина покриву, опосередковано- аналітичні методи, 3D-модель зерна, зовнішня питома поверхня, пікнометричне співвідношення, адитивність об’єму. ВСТУП Металізація є одним із дієвих способів модифікації поверхні зерен порошків синтетичного алмазу (СА), кубічного нітриду бору (КНБ) і порошків інших надтвердих абразивних матеріалів [1]. Головна мета такої технологічної операції спрямована на підвищення ефективності застосування абразивного інструменту (АІ), виготовленого з використанням металізованих порошків. Як зазначається в [1], застосування інструменту, в різальному шарі якого використано абразивовмісний електрохімічний покрив, збільшує про- дуктивність обробки щонайменше в 1,5–2 рази (а частіше – в 5–10 разів), покращує якість обробки виробів і забезпечує поліпшення культури вироб- ництва. У вітчизняній науково-технічній літературі за цією тематикою відомо чимало публікацій, в яких на експериментальному рівні конкретизується зазначений позитивний ефект стосовно металізованих шліфпорошків СА та КНБ. Найбільш повний та інформативний огляд теоретичних і прикладних результатів, досягнутих на сьогодні при дослідженні абразивних порошків за цим напрямком, узагальнено в монографії [2]. Зауважимо також, що задача визначення товщини покриву зерен металізо- ваних порошків надтвердих матеріалів (НТМ), яку тут розглядали, є методо- логічною складовою більш загальних технологічних операцій плакування, © Г. А. ПЕТАСЮК, 2019 http://stmj.org.ua 78 гранулювання виробів фармакології, харчової промисловості, хімічних тех- нологій та інших виробництв. Але цей ширший аспект автор лишає поза ува- гою, оскільки об’єкт дослідження – саме металізовані порошки НТМ. Вкаже- мо лише, що технологічним питанням нанесення покриву в зазначеному ви- ще більш широкому його сенсі приділяється досить велика увага і це знайш- ло відображення як у вітчизняних [3, 4], так і особливо в зарубіжних публіка- ціях [5–7]. Серед останніх особливої уваги заслуговує оглядова робота [5], в якій подається розгорнутий аналіз отриманих за цим напрямком досліджень результатів і стану проблем у цій сфері. Важливим показником якості металізованих шліфпорошків НТМ є товщина покриву зерен. Одночасно зі структурною однорідністю покриву вона є визнача- льним фактором впливу на мікротвердість і тріщиностійкість порошків НТМ, на міцність утримання зерен шліфпорошку в різальному шарі АІ, а відтак і на питому витрату абразивного порошку. Саме ця характеристика процесу обробки, як відо- мо, і слугує основним критерієм ефективності абразивного інструменту [8]. При цьому важливо зазначити, що такий позитивний ефект досягається лише при ви- борі оптимальної товщини покриву, тобто для конкретної пари зв’язка–покрив існує оптимальна товщина металевого покриву [9]. Наприклад, випробування металізованих алмазних порошків АСВ (сучасна марка АС32) зернистістю 125/100 показало, що збільшення товщини нікелевого покриву понад оптимальну не су- проводжувалося підвищенням стійкості інструменту [10]. Оптимальна товщина покриву зерен, зокрема карбідного прошарку на межі поділу алмаз–матриця, має велике значення і для ефективного використання бурового інструменту, оснаще- ного високоміцними шліфпорошками СА [11, 12]. Як показали дослідження [13– 15], зменшення товщини такого прошарку від мікро- до нанометрового діапазону сприяє підвищенню в 2–5 рази зносостійкості композиційних алмазовмісних мате- ріалів (як твердосплавних, так і металевих). Узагальнюючи наведені приклади, зауважимо, що в обох випадках важливим методичним елементом досягнення оптимальної товщини є наявність зручних у застосуванні та надійних (в сенсі точ- ності) методів визначення цієї характеристики металізованих порошків. Тому роз- робка таких методів вбачається актуальною науково-прикладною задачею. Безпосереднє вимірювання товщини покриву металізованих зерен теоре- тично можливе, але вкрай складне щодо практичного здійснення. Тому всі відомі на сьогодні методи визначення цієї характеристики за своєю суттю є опосередкованими, оскільки не дають безпосередньої відповіді щодо товщи- ни покриву. Натомість вони передбачають використання результатів мікрос- копіювання початкового порошку, ініціювання певних фізичних процесів (головним чином тих, що можна дослідити рентгенографічним і мікротомаг- рафічними методами) та наступну фіксацію окремих характеристик цих про- цесів в поєднанні із застосуванням процедур зважування і вимірювання. На підставі таких методичних підходів в [16] подається класифікація наявних на той час методів визначення товщини покриву зерен абразивних порошків на вагові [17] та рентгенографічні [9, 16]. Із відомих подальших публікацій цієї тематичної спрямованості до методів першої групи можна додати також роботи [18–20], а до другої групи – [5, 21, 22]. Слід зауважити, що запропонована в [16] і наведена вище класифікація не відзначається логічною довершеністю, оскільки рентгенографічні (за цією класифікацією) методи також передбачають процедуру зважування. Тому для більш досконалої класифікації слід виходити зі значно глибшого аналізу всіх методичних складових процедури визначення товщини покриву металізова- них зерен. Саме проведення такого аналізу з наступним поверненням на ос- ISSN 0203-3119. Надтверді матеріали, 2019, № 3 79 нові цього до питання класифікації методів визначення товщини покриву металізованих порошків і є одним із завдань цієї роботи. МЕТОДИЧНІ ОСНОВИ ОПОСЕРЕДКОВАНО-АНАЛІТИЧНОГО ВИЗНАЧЕННЯ ТОВЩИНИ ПОКРИВУ ЗЕРЕН Проведений аналіз відомих на сьогодні методів визначення товщини пок- риву зерен металізованих порошків НТМ показав, що сукупність методичних складових, на яких вони базуються, можна розділити на три групи, а саме: початкові дані, допущення і розрахунково-аналітичні залежності. Останні включають в себе аналітичні вирази для об’єму, зовнішньої питомої поверхні як одного зерна, так і порошку в цілому, розмірних параметрів зерен та влас- не формул для визначення товщини покриву. Як початкові дані приймаються маса порошку, що підлягає металізації, маса металу, який має бути нанесений на зерна, густина абразиву і металу покриву. До них можна ще долучити по- казники зернового складу абразивного порошку, які необхідні при визначенні середньозваженого розміру узагальненого зерна порошку, та кількість зерен в одиниці маси порошку (зазвичай, в одному караті). Щодо допущень, то най- більш повно і чітко сформульованими в [5] і екстрапольованими до сфери абразивних порошків є наступні: покрив поверхні зерен є структурно однорі- дним, всі зерна порошку мають однаковий розмір, втрат покриву в процесі металізації не відбувається, а просторово-геометрична форма зерна з покри- вом може бути апроксимована двома концентричними кулями – одна зверху іншої. Останнє допущення еквівалентно тому, що приймається 3D-модель зерна у формі кулі як для початкового, так і для металізованого зерна абрази- ву. Такий вибір 3D-моделі зерна характерний як для більшості вітчизняних, так і для зарубіжних публікацій. Чи не найголовнішою методичною складовою майже всіх відомих підхо- дів до опосередкованого визначення товщини покриву металізованих зерен є аналітичне визначення об’єму або зовнішньої питомої поверхні узагальнено- го зерна порошку до металізації та після неї. Здійснення зазначених процедур передбачає вибір певної 3D-моделі зерна. За таку модель найчастіше прий- мають кулю діаметром d або куб з такою ж довжиною ребра разом з відпові- дними відомими аналітичними залежностями для визначення їх об’єму і зов- нішньої питомої поверхні. Такий вибір 3D-моделі повністю узгоджується із зазначеними вище допущеннями щодо структурної однорідності покриву та ідентичності форми початкового і металізованого зерна. Об’єм Vм металу покриву, нанесеного на одне зерно, знаходять із врахуванням густини ρм і маси mм металу, витраченого на покрив шліфпорошку певної маси Ma і кіль- кості N зерен абразивного порошку в одному його караті. Далі, виходячи із аналітичних виразів для об’єму металу покриву, об’ємів початкового (Vа) і металізованого (Vп) зерен порошку та використовуючи властивість адитивно- сті об’єму, складають співвідношення цих об’ємів у вигляді Vп = Vм + Vа. Із врахуванням того, що лінійні параметри куба і кулі після покриву товщиною h збільшуються на 2h, після нескладних перетворень за цим співвідношенням отримують кубічне рівняння відносно [1 + (2h/d)] для визначення товщини h покриву металізованих зерен порошку у вигляді 121 a 3 + ρ ρμ=      + мd h , (1) де ρа – густина матеріалу абразиву; μ = mм/mа – ступінь металізації; mа = Ma/N – маса одного зерна абразивного порошку. При цьому за діаметр кулі чи дов- http://stmj.org.ua 80 жину ребра куба приймають середній розмір зерна абразиву до металізації. Розв’язуючи рівняння (1) відносно h, отримуємо         − ρ ρμ+= 11 2 3 a м d h . (2) Такий підхід в поєднанні з 3D-моделлю зерна у формі кулі використову- вали, наприклад, в [6, 20]. Для порошків, 3D-форма зерен яких є куля або куб, формула (2) дає абсолютно точне значення товщини покриву. Застосовується й інший підхід до розв’язання рівняння (1). Він полягає в тому, що вираз у лівій його частині розкладають як куб суми двох величин і отримують повне кубічне рівняння відносно h/d. В подальшому, нехтуючи членами, які містять другу та третю степінь h/d, зводять це повне кубічне рівняння до лінійного. З отриманого таким чином лінійного рівняння і визна- чають h. Такий підхід в поєднанні з 3D-моделлю зерна у формі куба викорис- товували, зокрема, в [17, 18]. За такого підходу втрачається точність визна- чення h, яка особливо буде відчутною у випадку не тонкошарових покривів. НОВА КЛАСИФІКАЦІЯ МЕТОДІВ ВИЗНАЧЕННЯ ТОВЩИНИ ПОКРИВУ В [21] для методів, запропонованих в [17, 18], вживається термін пікноме- тричні. Очевидно це пов’язано з тим, що в цитованих роботах при отриманні розрахункових залежностей для визначення товщини покриву використову- ється фундаментальне пікнометричного співвідношення між об’ємом, масою і густиною твердих тіл. В нашому випадку це співвідношення стосується металу покриву і є таким: Vм = mм/ρм. Проте не менш суттєвою ідеєю, на якій базується рівняння (1), є адитивна властивість величин, зокрема об’єму мета- лізованого порошку, який згідно цій властивості може бути поданий як сума Vп = Vм + Vа. Тому у загальній новій схемі класифікації методів визначення товщини покриву зерен при металізації, яка тут пропонується, більш адеква- тною для методів цієї групи буде назва – пікнометрично-адитивні. Методи цієї групи є найбільш точними. Проте висока точність досягається лише у випадках, коли зерна абразивних порошків мають форму кулі чи куба. І це є суттєвим обмеженням щодо практичного їх застосування, оскільки фактична просторова форма зерна порошків НТМ зазвичай відрізняється від кулі чи куба. Окрім того, як зазначено в [21], ці методи не придатні у випадку бага- тошарових покривів. Більш універсальними стосовно багатошарових покривів є методи, засно- вані на рентгенографічному і томографічному дослідженнях. Їх доцільно і логічно виділити в окрему (другу) групу. Визначення товщини покриву мета- лізованих зерен цими методами передбачає вимірювання ступеню послаб- лення рентгенівського випромінювання при проходженні крізь кювети з початковим та металізованим абразивними порошками [9, 16, 21, 22]. Мето- ди цієї групи в новій класифікації пропонується називати фізичними. Як не- долік фізичних методів відзначають низьку відтворюваність результатів [21]. Щодо томографії, то загальна схема її використання для визначення товщини покриву дисперсних матеріалів не абразивного призначення, на якій автор тут не зупиняється, представлена в [5]. Загальна методична схема фізичних методів полягає у наступному [9]. Ін- тенсивність рентгенівського випромінювання I, що пройшло крізь шар речо- вини, послаблюється за експоненціальним законом leII α−= 0 , де I0 – почат- ISSN 0203-3119. Надтверді матеріали, 2019, № 3 81 кова інтенсивність; l – товщина шару поглинаючої речовини; α – коефіцієнт поглинання, що залежить від довжини хвилі і властивостей речовини. При проходженні рентгенівського випромінювання через шарувате середовище, що складається з n шарів двох компонентів із коефіцієнтами поглинання α1 і α2 (індекс 1 означає основу, індекс 2 – покрив), )( 0 2211 lleII α+α−= , де l1 = пΔl1 і l2 = пΔl2 – сумарна товщина поглинання. Логарифмуючи останнє рівняння і розв’язуючи його відносно Δl2, отримують I eI n l ln 11 0 2 2 ln 1 Δα− α =Δ . (3) Таким чином, визначення товщини одного з шарів – Δl2, зводиться до вимі- рювання I0, I, п, Δl1 при табульованих значеннях α1(λ) і α2(λ) (назва та позна- чення за термінологією [9]). З метою підвищення точності визначення товщини покриву, після виміру ступеню ослаблення випромінювання, кювету з досліджуваним порошком пропонують [22] заповнювати змочувальною рідиною до початкового об’єму порошку в кюветі, визначати вагу рідини в кюветі, а товщину покриву h зна- ходити за залежністю ,1 1 1 2 3/1 кж сп п               −       γ ρ− = hP Vm d h (4) де dсп – середньозважений розмір зерен; ρж – питома вага рідини; γ – щільність металу; V – об’єм кювети, зайнятий порошком; ( ) [ ])(// 12221к μ−μ= IIlnIm – поверхнева щільність металу в кюветі; I1, I2 – інтенсивність випромінювання, яке пройшло крізь кювету, в інтервалах енергій до та після стрибка поглинання відповідно; μ1, μ2 – товщина шару порошку в кюветі, Р – вага рідини в кюветі (назва і позначення за термінологією [22]). Одним із напрямків сучасного розвитку методів визначення товщини пок- риву металізованих зерен є використання для цієї мети зовнішньої питомої поверхні. Тому засновані на цьому методи доцільно виділити в окрему (тре- тю) групу. Тут трактування зовнішньої питомої поверхні – згідно класифіка- ції питомої поверхні у відомій класичній роботі [23]. Ця фізико-геометрична характеристика, як уже відзначалось, є ще одним важливим методичним ат- рибутом опосередкованого визначення товщини покриву металізованих зе- рен. Загальна методична схема цієї процедури у даному випадку наступна. Виходячи з середньої маси mа та зовнішньої питомої поверхні Fз.п.п зерна знаходять фактичну площу S його поверхні, на яку слід нанести покрив, як добуток S = Fз.п.пmа. Допускається, що при металізації на цю поверхню рівно- мірним шаром наноситься металеве покриву об’ємом Vм = mмρм, де mм – маса металу покриву, ρм – його густина. Тоді об’єм утвореного таким чином цилі- ндричного тіла з площею основи S і висотою h, рівній товщині покриву, буде становити Sh. Складаючи рівняння балансу об’ємів Vм та Sh знаходимо h = Vм/S. Методи, що засновано на питомо-поверхневому підході, слід визнати най- більш досконалими в порівнянні з методами, які базуються на двох перших підходах. Такої досконалості цим методам надають дві позитивні сприятливі http://stmj.org.ua 82 обставини. По-перше створюється можливість взагалі відійти від 3D-моделі зерна, оскільки зовнішню питому поверхню можна визначити відомими екс- периментальними методами. По-друге, є можливість використовувати більш оригінальні, в сенсі наближення до фактичної просторової форми зерна, 3D- моделі у порівнянні з відомими просторово-класичними тілами на зразок кулі чи куба. ВІДОМІ РОЗРАХУНКОВІ ЗАЛЕЖНОСТІ ОПОСЕРЕДКОВАНО- АНАЛІТИЧНОГО ВИЗНАЧЕННЯ ТОВЩИНИ ПОКРИВУ ЗЕРЕН Із літературних джерел відомі опосередковано-аналітичні методи визна- чення товщини покриву зерен металізованих шліфпорошків НТМ, засновані на використанні описаних вище методичних схем. Так, в [17] подається роз- рахункова залежність для визначення товщини покриву зерен металізованих порошків КНБ у вигляді 3 a a общa aобщ ,1 6 1 γ        − γ γ = NK P P P h (5) де h – товщина покриву; γа – питома вага матеріалу абразиву; γобщ – питома вага композиційного матеріалу абразив–покрив; Ра – маса абразивного поро- шку; Робщ – маса порошку після металізації; N – загальне число зерен в оди- ниці маси початкового алмазного порошку (назва і позначення за терміноло- гією [17]); K – коефіцієнт, що залежить від геометрії зерен і характеризує відхилення їх об’єму від об’єму кулі з діаметром, рівним середньому розміру зерен. Наявність у формулі (5) коефіцієнта K (емпіричного за своєю суттю) значно ускладнює практичне її застосування. Крім того, ця формула може бути застосована лише до визначення товщини тонкошарових покривів (фо- рмула (5) тут подається з виправленням помилки, допущеної в оригіналі). Метод засновано на 3D-моделі зерна у формі куба, хоча в [17] це явно не обумовлюється, і це також обмежує сферу його використання. В [18] формулу (5) застосовували до визначення товщини покриву зерен металізованих шліфпорошків СА марок АС6–АС32 всього діапазону перед- бачених стандартом їх зернистостей. До речі, у [18], на відміну від [17], пода- ється зрозуміле в методичному плані тлумачення коефіцієнта K як коефіцієн- та заповнення об’єму зерна з посиланням на літературне джерело, де його було введено. В [20] отримано залежність для визначення товщини покриву гранульова- них кобальтом зерен попередньо металізованих хромом шліфпорошків СА у вигляді , 4 3 зерн 3 1 3 зерн Cо Cо rr g P l −      + ρπ = (6) де РCo = Pгран – Pзерн; ρCo = 8,9 г/см3 – густина кобальту; g ≈ 9,8 м/с2; rзерн – радіус алмазного зерна (середній для фракції), Pгран – маса попередньо гра- нульованого зерна, Pзерн – маса металізованого зерна шліфпорошка СА (назва і позначення за термінологією [20]). Зазначимо, що формула (6) тут також подається з виправленням помилок, які було допущено в оригіналі. В [6] для визначення товщина покриву частинок дещо іншої, відмінної від абразивних порошків, природи пропонується наступна формула: ISSN 0203-3119. Надтверді матеріали, 2019, № 3 83                 −         +        − +       ρ ρ = 2 111 3/1 p p cp c p c D W WW d , (7) де dc – товщина покриву, мкм; Dp – діаметр частинок основного матеріалу; Wс – маса матеріалу покриву, г; Wр – маса основного матеріалу, г; ρр – густи- на основного матеріалу, ρс – густина матеріалу покриву (назва і позначення за термінологією [6]). Рівняння (7) засновано на припущенні про кулеподібну форму частинок та на інших припущеннях, які обумовлювалися вище. Суттєвий недолік цього методу полягає в тому, що відповідна йому фор- мули (7) базується на 3D-моделі зерна у формі кулі. Стосовно шліфпорошків НТМ такий аналог форми зерна далекий від реальної просторово- геометричної його форми і це вносить суттєву похибку в кінцевий результат. Кількісний аналіз такої похибки проводили в [24, 25] на прикладі зовнішньої питомої поверхні та числа зерен в одному караті. Встановлено, що, напри- клад, для числа зерен в одному караті відносна похибка визначення складає від 19,9 до 35,6 %. Для зовнішньої питомої поверхні вона ще більша і стано- вить 64–63 %. В [19] на основі питомо-поверхневого підходу для визначення товщина покриву зерен було запропоновано наступну формулу: з.п.пмρ F h μ= , (8) де ρм – густина матеріалу (металу) покриву; μ = mм/mа – ступінь металізації; mм – маса металу, витраченого на покрив алмазного порошку масою mа; Fз.п.п – зовнішня питома поверхня. ПИТОМО-ПОВЕРХНЕВИЙ МЕТОД НА ОСНОВІ ЕКСТРАПОЛЯЦІЙНО-АФІННОЇ 3D-МОДЕЛІ ЗЕРНА В [19] формула (8) конкретизована на випадок 3D-моделі зерна у формі кулі. У зв’язку з цим зауважимо, що таке допущення вносить значну похибку у визначення зовнішньої питомої поверхні алмазних порошків [24]. Відпові- дно вноситься похибка і в результат визначення товщини покриву зерен ме- талізованих порошків. Більш точно товщину покриву металізованих алмазних порошків, просто- рово-геометрична форма зерен яких апріорі відмінна від кулі, можна розра- хувати, якщо виходити з екстраполяційно-афінної 3D-моделі зерна абразив- них порошків [26]. Методику обчислення за цією моделлю об’єму та площі поверхні зерна, а через них і зовнішньої питомої поверхні абразивних порош- ків описано в [27]. При цьому всі зазначені величина можуть бути вирахувані на підставі даних DiaInspect-діагностування морфометричних характеристик порошку, що підлягає металізації. На таких методичних засадах в [28] пропо- нується користуватися формулою (8), а зовнішню питому поверхню визнача- ти за екстраполяційно-афінною 3D-моделлю зерна. Таке нововведення значно розширює межі практичного застосування формули (8). Це досягається завдя- ки тому, що екстраполяційно-афінна 3D-модель зерна абразивних порошків успадковує від реального зерна п’ять параметрів: максимальний і мінімальний діаметри Feret проекції зерна, його висоту, периметр і площу проекції. За цим головним показником нова 3D-модель суттєво переважає відомі 3D-моделі. Завдяки цьому збільшується точність розрахункового визначення об’єму і площі поверхні зерна, а, відповідно, і його зовнішньої питомої поверхні. http://stmj.org.ua 84 ТЕСТУВАННЯ ТА АПРОБАЦІЯ МЕТОДІВ ВИЗНАЧЕННЯ ТОВЩИНИ ПОКРИВУ ЗЕРЕН Тестування проводили з метою порівняльного дослідження похибки ви- значення товщини покриву зерен відомими та пропонованим тут методами. Така інформація буде корисною при виборі для застосування того чи іншого методу. Як базу порівняння при дослідженні зазначеної похибки найкраще було б використовувати експериментальні значення товщини фактичного покриву зерен. Однак отримання таких експериментальних даних має значні труднощі. Очевидно, саме цим і пояснюється відсутність достовірних експе- риментальних даних з визначення товщини покриву зерен у відомих публіка- ціях. Альтернативою у даному випадку може бути порівняльне тестування відомих методів на зернах певної простої форми. Саме такий підхід і викори- стовується автором. За тестову форму зерен було вибрано октаедр з довжи- ною ребра a (фактичний об’єм Vокт = 2 а3/3, фактична площа поверхні Sокт = 2 3 а2). Проекцією такої 3D-фігури на предметне скло мікроскопу буде пра- вильний шестикутник із довжиною сторони А = 3/a , площею Sпр.окт = 3 а2/2 та периметром Рпр.окт = 2 3 а. Необхідні в подальшому аналоги Dia- Inspect-морфометричних характеристик проекції будуть такими: Fmax = 3/2a , Fmin = а, At = Sпр.окт, Р = Рпр.окт, а висота зерна Н = а 3/2 . При цьому довжина (апр) проекції зерен точно співпадає з Fmax, а ширину (bпр) проекції ототожнюватимемо з Fmin. Точне значення товщини h титанового покриву зерен такого ідеалізованого тестового порошку визначали пікнометрично-адитивним методом. Основне рівняння для такої 3D-форми зерен має вигляд 2 (а + 2h)3/3 = ( 2 а3/3) + Vм. Із цього рівняння, як і в разі рівняння (1), отримуємо розрахункову формулу для визначення h у вигляді         −+ ρ ρμ= 11 2 3 м aa h . (9) Формула (8) для визначення товщини титанового покриву зерен такого ідеалізованого тестового порошку питомо-поверхневим методом із врахуван- ням того, що у випадку октаедра Fз.п.п = a 63 ρa , набуває вигляду 63м a μ ρ ρ= ah . (10) Середній розмір зерна, який фігурує у відомих формулах, визначатимемо як dс = (aпр + bпр)/2 [29]. Для вибраної тестової форми зерна приймалось a = 412 мкм. У процесі тестування передбачали, що алмазний порошок з такою тесто- вою 3D-формою зерен був металізований титановим покривом зі ступенем металізації 5 %. (μ = 0,05). При густині алмазу ρа = 3,51 г/см3 і титану ρм = 4,5 г/см3 відношення ρа/ρм було рівним 0,78. Значення h, вирахувані при цих початкових даних за залежностями (9) і (10), склали 2,7423 і 2,4446 мкм від- повідно. Щодо 3D-моделі зерна, то такою було прийнято кулю з діаметром dс, куб з ребром l = dс та екстраполяційно-афінна 3D-модель. При побудові екст- раполяційно-афінної 3D-моделі зерна використовували зазначені вище мор- ISSN 0203-3119. Надтверді матеріали, 2019, № 3 85 фометричні характеристики проекції октаедра. На базі такої екстрапольованої з проекції октаедра 3D-моделі зерна було вирахувано значення зовнішньої питомої поверхні відповідного порошку. Обчислене з врахуванням цього питомо-поверхневим методом за залежністю (8) значення товщини покриву зерна становило 2,671 мкм. Результати тестування подаються в таблиці. Результати тестування і апробації відомих і запропонованого методів визначення товщини покриву зерен із використанням різних 3D-моделей зерна Розрахункова товщина покриву тестування апробація Метод визначення згідно нової класифікації 3D-модель зерна значення, мкм відносна похибка, % значення, мкм октаедр (база порівняння) 2,7423 0 – октаедр 2,9545 7,74 3,0834 куля [6, 20] 2,9545 7,74 3,0834 Пікнометрично- адитивний куб [17, 18] 2,9940 9,18 3,1246 екстраполяційно- афінна 2,6710 2,6 2,5236 куля [19] 2,9940 9,18 3,1246 Питомо- поверхневий куб 2,9940 9,18 3,1246 Примітка. Фактична 3D-форма зерна – октаедр з довжиною ребра 412 мкм, фактична тов- щина покриву – 2,7423 мкм; діаметр кулі, ребро куба і октаедра приймали рівними серед- ньому розміру зерен dc. Порівняльний аналіз даних таблиці з фактичною товщиною (h = 2,7423 мкм) покриву тестового зерна дозволяє зробити наступні висновки. Найменшу (2,6 %) відносну похибку розрахункового визначення цієї характеристики металізованого порошку надає питомо-поверхневий метод в поєднанні з екс- траполяційно-афінною 3D-моделлю зерна. Однакова велика (9,18 %) похибка має місце у випадку того ж питомо-поверхневого методу з використанням кулі і куба як 3D-моделі зерна та у випадку пікнометрично-адитивного мето- ду з використанням куба як 3D-моделі зерна. Дещо меншу (7,74 %) похибку дає пікнометрично-адитивний метод на основі 3D-моделі зерна у формі кулі. Якщо ж проаналізувати загальну картину розрахункових значень товщини покриву зерен прийнятої тестової їх форми, то бачимо, що питомо- поверхневий метод в поєднанні з екстраполяційно-афінною 3D-моделлю зер- на надає занижені її значення. Для всіх інших методів характерне завищення розрахункових значень товщини покриву зерен. В кількісному вимірі за від- носною похибкою розрахунку завищення відчутно переважає заниження (в 3–3,6 рази). Результати тестування дозволяють також рекомендувати вико- ристання найбільш наближених до фактичної просторово-геометричної фор- ми зерна його 3D-моделей як ефективного способу зменшення відносної по- хибки визначення товщини покриву при металізації. Для октаедра, як однієї із 3D-моделей зерна, незадіяних до сьогодні у сфері діагностування характе- ристик порошків СА та інших НТМ, рекомендуються розрахункові залежнос- ті визначення товщини покриву пікнометрично-адитивним і питомо- http://stmj.org.ua 86 поверхневим методами. Отримано формули взаємозв’язку основних морфо- метричних характеристик, які діагностуються приладом DiaInspect.OSM [30], з ребром октаедра як формоутворюючим його параметром. Узагальнюючи, можна констатувати, що найбільш точне значення товщини покриву дає пи- томо-поверхневий метод з використанням екстраполяційно-афінної 3D- моделі зерна. Тому є підстави сподіватись, що цей метод буде найбільш точ- ним і для інших (зокрема, реальних) 3D-форм зерен абразивних порошків. Апробацію відомих і запропонованого методу розрахункового визначення товщини покриву проводили на металізованому титаном шліфпорошку АС125 400/350 із врахуванням результатів тестування. Саме такий шліфпорошок одночасно з іншими шліфпорошками використовувався при вивченні фізико- хімічних процесів нанесення покривів на порошки надтвердих матеріалів з метою створення гетерогенних структур метало-алмазних композитів [31]. Зазначений вибір дозволив використовувати для апробації (і при тестуванні) цілком реальні технологічні параметри металізації та фізичні властивості абразиву і металу покриву. Ступінь металізації складала 5 % (μ = 0,05), гус- тина титану дорівнювала 4,5 г/см3 (ρт = 4,5 г/см3). При ρа = 3,51 г/см3 відно- шення ρа/ρм було рівним 0,78. Як і при тестуванні, розглядали наступні 3D- моделі зерна: куля, куб і екстраполяційно-афінна 3D-модель. Результати діа- гностування приладом DiaInspect.OSM необхідних в подальшому морфомет- ричних характеристик початкового його зразка у кількості 2000 зерен були такими: Fmax = 514,7 мкм, Fmin = 411,8 мкм, At = 158422 мкм2, P = 1572 мкм. Результати апробації подаються в таблиці. Порівняльний аналіз даних табли- ці з врахуванням встановленої при тестуванні тенденції відхилення розрахун- кових значень товщини покриву за кожним із розглядуваних методів показує наступне. Найменшим є значення товщини покриву зерен, розраховане пито- мо-поверхневим методом на базі екстраполяційно-афінної 3D-моделі зерна. Всі інші методи дають значно більші (в 1,15–1,17 рази) його значення. Тому з великою вірогідністю можна очікувати, що і у випадку реального порошку найбільш точним буде саме питомо-поверхневий метод на базі екстраполя- ційно-афінної 3D-моделі зерна. Орієнтовне значення товщини покриву зерен для даного випадку металі- зації складає 1–3 мкм [31]. Як бачимо, значення товщини покриву зерен, ви- рахуване за формулами (5), (7), (8) для кулі і куба, як 3D-форми зерен, вихо- дить за межі цього орієнтовного інтервалу можливих її значень. Тому і на рівні апробації можемо зробити висновок про те, що методи, запропоновані в [6, 17–19], дають завищені значення товщини покриву зерен. Для питомо- поверхневих методів цей висновок підтверджується і кількісним аналізом із використанням результатів попереднього дослідження впливу 3D-моделей зерна алмазних шліфпорошків на значення їх зовнішньої питомої поверхні [24]. За результатами цього дослідження зовнішня питома поверхня алмазних шліфпорошків аналогічної з даним випадком зернистості, визначена на осно- ві 3D-моделі зерна у формі кулі, в 2,6 рази менша від її значення, отриманого з використанням екстраполяційно-афінної моделі. При цьому екстраполяцій- но-афінна 3D-модель зерна лише в 1,03 рази занижує розрахункові значення зовнішньої питомої поверхні в порівнянні з експериментальним її значенням (9,72 і 10,0 м2/кг відповідно), а 3D-модель зерна у формі кулі – в 2,7 рази (3,67 і 10,0 м2/кг відповідно). Аналіз математичної структури формули (8) показує, що занижені значення зовнішньої питомої поверхні призводять до пропорціонального збільшення товщини покриву зерен металізованих поро- ISSN 0203-3119. Надтверді матеріали, 2019, № 3 87 шків. Такий висновок повністю узгоджується з отриманими тут числовими даними для 3D-моделей зерна, що розглядали. ВИСНОВКИ Встановлено, що основними методичними складовими опосередковано- аналітичних методів визначення товщини покриву зерен металізованих по- рошків надтвердих матеріалів є 3D-модель зерна, пікнометричне співвідно- шення між об’ємом, масою і густиною твердого тіла та адитивна властивість його об’єму. Аналіз цих методичних складових та способів отримання початкових да- них дозволив осучаснити класифікацію відомих на сьогодні методів визна- чення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріа- лів. Як один із перспективних напрямків вдосконалення цих методів запро- поновано використовувати 3D-моделі зерна, більш близькі до фактичної 3D- форми. На сьогодні найбільш передовою в цьому сенсі є екстраполяційно- афінна 3D-модель зерна. Тестуванням і апробацією доведено, що питомо-поверхневий метод в за- пропонованому поєднанні з екстраполяційно-афінною 3D-моделлю зерна дозволяє в 3–3,5 рази зменшити відносну похибку розрахункового визначен- ня товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів. При цьому знімається вимога щодо кубо- чи кулеподібності форми зерен таких порошків, як умови застосування опосередковано-аналітичних методів до визначення товщини покриву їх зерен при металізації. Крім того, застосу- вання цієї методичної новації та розробленого на її основі методу усовує не- обхідність застосування різних поправочних емпіричних коефіцієнтів, які є перешкодою до застосування відомих методів і джерелом похибки визначен- ня за ними товщини покриву. На прикладі октаедра проілюстровано, що ефективним способом змен- шення відносної похибки визначення товщини покриву при металізації може бути використання 3D-моделей зерна, найбільш наближених до фактичної просторово-геометричної його форми. Для октаедра, як однієї з таких можли- вих 3D-моделей зерна, отримано розрахункові залежності визначення товщи- ни покриву пікнометрично-адитивним і питомо-поверхневим методами. От- римано також формули взаємозв’язку основних морфометричних характери- стик, які діагностуються приладом DiaInspect.OSM, з ребром октаедра як формоутворюючим його параметром. Розробка нових і вдосконалення існуючих методів визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів є важливою і актуальною науково-прикладною задачею. Выполнен обзор публикаций по определению толщины покрытия зерен металлизированных шлифпорошков сверхтвердых материалов. Проанализированы подхо- ды к формулированию данной задачи, изучены методические особенности ее решения. Проведенные исследования показали, что в случае, когда фактическая 3D-форма зерна априори неизвестна, наиболее совершенным есть подход, основанный на применении внешней удельной поверхности. Впервые предложено использовать в этой расчетной схеме экстраполяционно-аффинную 3D-модель зерна. На примере шлифпорошка АС125 400/315 доказано преимущество такой 3D-модели по сравнению с 3D-моделью в форме шара. Использование экстраполяционно-аффинной 3D-модели зерна позволяет находить толщину покрытия зерен металлизированных алмазных порошков без традиционного предположения о шарообразной форме их зерен и с меньшей погрешностью. Предложен- ный новый метод может быть использован и для порошков других абразивных материа- лов. http://stmj.org.ua 88 Ключевые слова: металлизация, толщина покрытия, опосредовано- анлитические методы, 3D-модель зерна, внешняя удельная поверхность, пикнометриче- ское соотношение, аддитивность объема. The paper reviews the publications addressing the determination of the coat- ing thickness on metal-coated grits of superhard materials. The available approaches to defining this problem have been analyzed and the methodological features of solving it have been studied. The present investigations have demonstrated that in the case where the actual 3D shape of a grit is a priori unknown the most appropriate approach is that which includes the outer specific surface in the coating thickness calculations. The author has been the first to propose to use an extrapolation-affine 3D model of a grit in such calculations. For synthetic diamond grits AS125 400/315 as an example, this 3D model has been shown to have a definite advantage over a sphere- and cube-shaped 3D model. The application of the extrapolation-affine 3D model of a grit provides a more accurate determination of the coating thickness on metal-coated diamond grits. The proposed method based on this methodological innovation is also suitable for grits of other abrasive materials. Keywords: metal coating, coating thickness, indirect analytical methods, 3D model of a grit, outer specific surface, pycnometric ratio, volume additivity. 1. Прудников Е.Л., Дуда Т.М., Зарицкий А.С. Абразивосодержащие электрохимические покрытия. Киев: Наук, думка, 1985. 216 с. 2. Сверхтвердые материалы. Получение и применение: в 6 т. / под общ. ред. Н.В. Но- викова. НАН України; Ин-т сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля. Т. 3: Компози- ционные инструментальные материалы / отв. ред. А. Е. Шило. Киев, 2005. 280 с. 3. Попов А.М. Физико-химические основы технологий полидисперсных гранулированных продуктов питания. Новосибирск: Сибирское университетское изд-во, 2002. 324 с. 4. Витюгин А.В. Исследование процесса гранулирования дисперсных материалов окаты- ванием в тарельчатых аппаратах. Томск, 1979. 312 с. 5. Perfetti G., Van de Casteele E., Rieger B., Wildeboer W.J., Meesters G.M.H. X-ray micro tomography and image analysis as complementary methods for morphological characterization and coating thickness measurement of coated particles. Advanced Powder Technology. 2010. Vol. 21. P. 663–675. 6. Dewettinck K., Deroo L., Messens W., Huyghebaert A. Agglomeration tendency during top- spray fluidized bed coating with gums. Lebensm. Wiss. Technol. 1998. Vol. 31. S. 576–584. 7. Parfitt A.M, Drezner M.K., Glorieux F.H., Kanis J.A., Malluche H., Meunier P.J., Ott S.M., Recker R.R. Bone histomorphometry: standardization of nomenclature symbols and units. J. Bone Miner. Res. 1987. Vol. 2. P. 595–610. 8. Cверхтвердые материалы. Получение и применение: в 6 т. / под общ. ред. Н.В. Но- викова. НАН України; Ин-т сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля. Т. 6. Алмазно- абразивный инструмент в технологиях механообработки / под ред. А. А. Шепелева. Ки- ев, 2007. 339 с. 9. Батурин В.Е., Клебанов Ю.Д., Сумароков В.Н. Измерение толщины металлических покрытий на зернах алмаза и кубического нитрида бора. Синт. алмазы. 1973. Вып. 3. С. 13–16. 10. Галицкий В.Н., Муровский В.А., Емельянов Б.М. и др. Влияние металлизированных алмазов на работоспособность инструмента на металлической связке. Синт. алмазы. 1971. Вып. 3. С. 24–26. 11. Новиков Н. В., Бондаренко Н. А., Жуковский А. Н., Мечник В. А. Влияние диффузии и химических реакций на структуру и свойства буровых вставок. 1. Кинетическое описа- ние систем Салмаз–ВК6 и Салмаз–(ВК6–CrB2–W2B2). Физическая мезомеханика. 2005. T. 8, № 2. С. 99−106. 12. Бондаренко Н. А., Мечник В. А. Влияние структуры переходной зоны алмаз−матрица на зносостойкость и эксплуатационные характеристики бурового инструмента ИСМ. J. SOCAR Proc. 2011. N 2. С. 18−24. 13. Бондаренко Н.А., Новиков Н.В., Мечник В.А., Олейник Г.C., Верещака В.М. Структу- рные особенности сверхтвердых композитов системы алмаз–твердый сплав ВК6, отли- чающихся износостойкостью. Сверхтв. материалы. 2004. № 6. С. 3−15. 14. Новіков М.В., Мечник В.А., Бондаренко М.О., Ляшенко Б.А., Кузін М.О. Композиційні матеріали системи алмаз–(Co–Cu–Sn) з поліпшеними механічними характеристиками. ISSN 0203-3119. Надтверді матеріали, 2019, № 3 89 Повідомлення 1. Вплив параметрів гарячої допресовки на структуру і властивості ком- позиту алмаз–(Co–Cu–Sn). Сверхтв. материалы. 2015. № 6. С. 53−69. 15. Мечник В.А., Бондаренко Н.А., Кузин Н.О., Ляшенко Б.А. Роль структурообразования в формировании физико-механических свойств композитов системы алмаз−(Fe−Cu− Ni−Sn). Трение и износ. 2016. T. 37, № 4. С. 482–490. 16. Созин Ю.И., Крючкова А.Р., Чистяков Е.М. К вопросу об измерении толщины метал- лических покрытий на зернах алмаза и кубического нитрида бора. Синт. алмазы. 1974. Вып. 3. С. 7–9. 17. Оситинская Т.Д., Чистяков Е.М., Погорелый Б.В. Определение толщины покрытия зерен металлизированного кубонита. Синт. алмазы. 1971. Вып. 2. С. 68–70. 18. Чистяков Е.М., Кухаренко С.А. Определение толщины никелевого покрытия зерен алмаза. Сверхтв. материалы. 1983. Вып. 3. С. 48–50. 19. Абызов А.М. Композиционный материал с высокой теплопроводностью и способ его получения. Евразийский пат. 014582 B1. Заявл. 29.12.2009. Опубл. 30.12.2010. 20. Лучка М.В., Деревянко А.В., Забродский И.М. и др. Метод определения толщины слоя покрытия при получении гранулированных композиционных порошков. Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні та приладобудуванні. Вісник Нац. ун-ту “Львівська політехніка”. 2011. № 713. С. 19–22. 21. Весна В.Т., Маслов В.П. Методика определения степени металлизации порошков свер- хтвердых материалов. Порошковая металлургия. 1986. № 3. C. 82–87. 22. Весна В.Т., Горидько Н.Я., Маслов В.П. и др. Рентгеновский способ определения тол- щины покрытия металлизированных зерен порошков. А. с. 1188608. G01N23/06. Заявл. 24.05.85. Опубл. 30.10.85. Бюл. № 40. 23. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость / пер. с англ. под ред. К. В. Чмутова. Москва: Мир, 1970. 407 с. 24. Сафонова М.Н., Петасюк Г.А. Количественный анализ адекватности 3D-моделей зерна порошков природного алмаза. Материаловедение. 2013. № 5. С. 49–56. 25. Петасюк Г.А., Сирота Ю.В. Аналитическое определение количества зерен в одном карате алмазного порошка на основе экстраполяционно-аффинной 3D модели зерна. Сверхтв. материалы. 2012. № 3. С. 70–82. 26. Петасюк Г.А. Экстраполяционно-аффинная 3D модель зерна порошков сверхтвердых материалов и ее инженерия. Современные проблемы естественных наук. 2014. Т. 1(2). С. 57–62. 27. Петасюк Г.А. Дискретно-геометрический метод определения внешней удельной пове- рхности порошков сверхтвердых материалов. Измерительная техника. 2008. № 1. С. 59–64. 28. Петасюк Г.А. Наукові основи комплексного оцінювання якості порошків синтетичного алмазу та КНБ для створення абразивного інструменту: автореф. дис. … д-ра техн. на- ук. Київ, 2015. 37 с. 29. Бакуль В.Н. Определение число зерен в одном карате алмазного порошка. Київ: Укр- НИИНТИ, 1966. 10 с. 30. List E., Frenzel J, Vollstadt H. A new system for single particle strength testing of grinding powders. Ind. Diamond Rev. 2006. Vol. 1. P. 42–47. 31. Звіт за науково-дослідною темою “Дослідження фізико-хімічних процесів нанесення покриттів на порошки НТМ з метою створення гетерогенних структур метало-алмазних компози-тів”. ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України. Номер держ. регістрації 0108U000011. 2010. 212 с. Надійшла до редакції 25.06.18 Після доопрацювання 26.09.18 Прийнята до опублікування 26.09.18
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-167313
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	0203-3119
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-07T16:10:37Z
publishDate	2019
publisher	Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
record_format	dspace
spelling	Петасюк, Г.А. 2020-03-24T13:36:56Z 2020-03-24T13:36:56Z 2019 Методичні та прикладні особливості опосередковано-аналітичного визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів / Г.А. Петасюк // Надтверді матеріали. — 2019. — № 3 (239). — С. 77-89. — Бібліогр.: 31 назв. — укр. 0203-3119 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167313 621.921.34–492.544.023.5:539.215 Виконано огляд публікацій з визначення товщини покриву зерен металізованих шліфпорошків надтвердих матеріалів. Проаналізовано підходи до постановки даної задачі, вивчено методичні особливості її рішення. Проведені дослідження показали, що у випадку, коли фактична 3D-форма зерна апріорі невідома, найбільш досконалим є підхід, заснований на застосуванні зовнішньої питомої поверхні у розрахунку товщини покриву. Уперше запропоновано використовувати в цій розрахунковій схемі екстраполяційно-афінну 3D-модель зерна. На прикладі шліфпорошка АС125 400/315 доведено перевагу такої 3D-моделі у порівнянні з 3D-моделлю у формі кулі або куба. Використання екстраполяційноафінної 3D-моделі зерна дозволяє знаходити товщину покриву зерен металізованих алмазних порошків з меншою похибкою. Запропонований на основі такої методичної новації метод може бути використаний і для порошків інших абразивних матеріалів. Выполнен обзор публикаций по определению толщины покрытия зерен металлизированных шлифпорошков сверхтвердых материалов. Проанализированы подходы к формулированию данной задачи, изучены методические особенности ее решения. Проведенные исследования показали, что в случае, когда фактическая 3D-форма зерна априори неизвестна, наиболее совершенным есть подход, основанный на применении внешней удельной поверхности. Впервые предложено использовать в этой расчетной схеме экстраполяционно-аффинную 3D-модель зерна. На примере шлифпорошка АС125 400/315 доказано преимущество такой 3D-модели по сравнению с 3D-моделью в форме шара. Использование экстраполяционно-аффинной 3D-модели зерна позволяет находить толщину покрытия зерен металлизированных алмазных порошков без традиционного предположения о шарообразной форме их зерен и с меньшей погрешностью. Предложенный новый метод может быть использован и для порошков других абразивных материалов. The paper reviews the publications addressing the determination of the coating thickness on metal-coated grits of superhard materials. The available approaches to defining this problem have been analyzed and the methodological features of solving it have been studied. The present investigations have demonstrated that in the case where the actual 3D shape of a grit is a priori unknown the most appropriate approach is that which includes the outer specific surface in the coating thickness calculations. The author has been the first to propose to use an extrapolation-affine 3D model of a grit in such calculations. For synthetic diamond grits AS125 400/315 as an example, this 3D model has been shown to have a definite advantage over a sphere- and cube-shaped 3D model. The application of the extrapolation-affine 3D model of a grit provides a more accurate determination of the coating thickness on metal-coated diamond grits. The proposed method based on this methodological innovation is also suitable for grits of other abrasive materials. uk Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Сверхтвердые материалы Інструмент, порошки, пасти Методичні та прикладні особливості опосередковано-аналітичного визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів Methodological and Application Aspects of Indirect Analytical Determination of Coating Thickness on Metal-Coated Superabrasive Grits Article published earlier
spellingShingle	Методичні та прикладні особливості опосередковано-аналітичного визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів Петасюк, Г.А. Інструмент, порошки, пасти
title	Методичні та прикладні особливості опосередковано-аналітичного визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів
title_alt	Methodological and Application Aspects of Indirect Analytical Determination of Coating Thickness on Metal-Coated Superabrasive Grits
title_full	Методичні та прикладні особливості опосередковано-аналітичного визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів
title_fullStr	Методичні та прикладні особливості опосередковано-аналітичного визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів
title_full_unstemmed	Методичні та прикладні особливості опосередковано-аналітичного визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів
title_short	Методичні та прикладні особливості опосередковано-аналітичного визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів
title_sort	методичні та прикладні особливості опосередковано-аналітичного визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів
topic	Інструмент, порошки, пасти
topic_facet	Інструмент, порошки, пасти
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167313
work_keys_str_mv	AT petasûkga metodičnítaprikladníosoblivostíoposeredkovanoanalítičnogoviznačennâtovŝinipokrivuzerenmetalízovanihporoškívnadtverdihmateríalív AT petasûkga methodologicalandapplicationaspectsofindirectanalyticaldeterminationofcoatingthicknessonmetalcoatedsuperabrasivegrits

Методичні та прикладні особливості опосередковано-аналітичного визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів

Institution

Ähnliche Einträge