一．微控粘土吸藍(lán)量試驗儀的原理及結(jié)構(gòu)
1. 原理
粘土中膨潤土對亞甲基藍(lán)有很強(qiáng)的吸附能力,，這種吸附能力的大小取決于膨潤土的種類和產(chǎn)地,，但也與膨潤土的分散程度有一定關(guān)系，因此,，測定前對試樣進(jìn)行充分的分散,，才能較準(zhǔn)確地測定出的吸藍(lán)量。
采用超聲波分散處理膨潤土試樣,，是根據(jù)超聲波能使液體中產(chǎn)生“空化”作用,，即液體在頻率很高的超聲波中，將產(chǎn)生許多微小的“空穴”,。當(dāng)這些“空穴”增長到一定大小或受到壓力波作用時會很快破滅,。這些空穴的瞬時崩潰能產(chǎn)生高溫高壓，使液體中形成局部的激波,，具有很強(qiáng)的分散效應(yīng),。因此，附在固體表面的污染物或聚集的團(tuán)粒就會很快地被分離開,。利用這一原理就可以將試樣中的粘土分散成微小顆粒,，或從砂粒表面剝落下來，起到充分分散的作用,。
用滴定法測定試樣的吸藍(lán)量時,，需同時配合機(jī)械攪拌，使試樣與亞甲基藍(lán)充分接觸,，進(jìn)行吸附反應(yīng),。對試樣懸濁液用亞甲藍(lán)溶液逐步滴定，并在濾紙上進(jìn)行點滴試驗,。當(dāng)發(fā)現(xiàn)懸濁液中開始出現(xiàn)游離的亞甲藍(lán)時，既斷定試樣已達(dá)到了飽和吸附（滴定達(dá)到“終點”）,，由此可測出試樣的吸藍(lán)量,。
2.儀器結(jié)構(gòu)
亞甲藍(lán)粘土測定儀主要由試樣分散裝置，機(jī)械攪拌和滴定裝置組成,。兩臺裝置是獨立的,，可同時工作，由微型計算機(jī)分別控制分散處理和攪拌時間,。其結(jié)構(gòu)見下圖:
(1) 試樣分散裝置是由超聲波清洗器（超聲波分散器）,、附件和定時器組成,。超聲清洗器（型號MJ-50）是一種小型臺式全晶體管電路超聲裝置，該裝置采用壓點陶瓷材料——鋯鈦酸鋁換能器,，轉(zhuǎn)換效率高,、分散效果好、噪音低,，而且功率消耗也較小,。超聲波清洗器可以單獨使用。
(2) 滴定裝置
自動滴定器有兩個自動滴定管,，滴定管1和滴定管2,。滴定管1由“滴定開關(guān)”和高性能防腐電磁閥DZ1控制亞甲基藍(lán)溶液的滴定；滴定管2用手?jǐn)D壓玻璃珠使亞甲基藍(lán)溶液滴定,。兩種滴定管同時使用時,，滴定液的毫升同時讀取相加。溶液瓶可以用500ML小口試劑瓶或者1000ML小口試劑瓶,，試劑瓶中加入亞甲基藍(lán)溶液后,，由“加液開關(guān)”控制高性能防腐電磁閥DZ2，氣源通過DZ2給溶液瓶加壓使亞甲基藍(lán)溶液同時加入滴定管1和滴定管2,，當(dāng)溶液加滿滴定管時,。松開“加液開關(guān)”，溶液返回溶液瓶,，滴定液自動對零,。
（3）攪拌器
由微型計算機(jī)控制交流電機(jī)的工作時間，由聯(lián)軸器連接攪拌軸通過渦輪片對試液進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛?/font>
二. 儀器的安裝
1.儀器安裝前先檢查各部件是否齊全,，有無損壞,，并將各部件擦凈。
2.將儀器放在穩(wěn)固的平臺上,，把儀器的電源線連接到AC220V/10A的三芯插座上,，注意電源有接地，以免操作人員觸電,。
3.將燒杯托架上底盤中心線相重合攪拌軸,。然后擰緊固定螺絲。
4.將溶液瓶放在儀器附近,，橡皮瓶塞上有兩個直管,，其中一個接近瓶底，用皮管連接到“進(jìn)液口”,。另一個接到“出氣口”,，塞緊橡皮瓶塞。把橡皮雙連球（或有壓氣源，注意氣源氣壓應(yīng)小于0.05Mpa）用皮管接到“進(jìn)氣口”,。
5.將超聲波電源插頭,，插到儀器后面的超聲波插座上，把超聲波原配定時器設(shè)定在常開狀態(tài),。
6.超聲波清洗器可以單獨使用,。當(dāng)插到儀器的插座上時，注意使用時將超聲波清洗器上的定時器設(shè)定為連續(xù)常開狀態(tài),。
三. 參數(shù)
1. 測定裝置
1）滴定管25ml +25ml 精度±1%,；
2）攪拌器轉(zhuǎn)速 1300r/min；
功 率 6W,；
電 源 220V±10%,，50Hz；
3）定時器定時范圍 0~99分鐘,；
2. 試樣分散裝置（超聲分散器型號50）
1）超聲頻率 40±2kHz,；
2）輸出功率 50W；
3）電源 220V±10%,，50Hz,；
4）分散槽尺寸（長×寬×高）150×140×95mm
5）外形尺寸（長×寬×高） 177×167×200mm
四. 微控粘土吸藍(lán)量試驗儀使用前的準(zhǔn)備工作
1．?dāng)嚢钑r間和超聲發(fā)散時間的設(shè)定
按鍵說明：“啟/停”：用于啟動和暫停定時器計時,；在設(shè)定定時時間時,，為加一鍵?！皬?fù)位”：用于將定時器恢復(fù)到設(shè)定值和終止工作,；在設(shè)定定時時間時，為減一和確認(rèn)鍵,。
按一下“啟/?！辨I，開始,，相應(yīng)攪拌器工作,，同時個位數(shù)字右下腳的小數(shù)點亮。定時時間到,，顯示窗口顯示“00”相應(yīng)紅外線燈滅,，小數(shù)點不亮。定時器自動恢復(fù)到設(shè)定值,。當(dāng)定時器計時開始時,，按“復(fù)位”鍵停止工作。當(dāng)定時器工作時,，再按一下“啟/停”鍵，可暫停計時,，同時攪拌器暫停工作,。在暫停過程中，再按一下“啟/?！辨I恢復(fù)計時,；或按“復(fù)位鍵停止工作，計時恢復(fù)到初始狀態(tài),。
根據(jù)所需時間,，分別設(shè)定定時器時間。設(shè)定攪拌時間和超聲發(fā)散時間的方法：按住“啟/?！辨I,，5秒后，儀器恢復(fù)到機(jī)器時間3.0,，同時十位數(shù)字右下腳的小數(shù)點亮,。再按“啟/停”鍵,，該數(shù)字加1,，按“復(fù)位”鍵數(shù)字將減1。將該數(shù)字調(diào)整到要設(shè)定的數(shù)值,，再按“復(fù)位”鍵5秒后小數(shù)點不亮,，數(shù)字顯示的為設(shè)定時間。用上述同樣方法設(shè)定另一個的時間 2.超聲分散(清洗)器
(1)向分散器槽內(nèi)加入蒸餾水或清潔自來水,，液面高度為40~45mm,。將分散器電源插頭插入儀器定時控制器上的插座孔(超聲波電源)內(nèi)，儀器上的超聲波電源是AC220V,，具有定時通斷功能,，只要將超聲分散器上的定時器設(shè)定為常開即可。將定時器設(shè)定為5分鐘,。
(2)單獨使用時,，將超聲分散器電源插頭插到AC220V插座上，將分散器上的鈕至5分鐘位置,，按下“開關(guān)”定時器燈亮,，分散器開始工作，觀察分散槽內(nèi)水的振動情況是否正常,。分散器工作5分鐘后自動停止,，指示燈熄滅。
2.自動滴定器
（1）把溶液瓶橡皮塞上的兩個皮管分別接到“進(jìn)液口”和“出氣口”,，將貯存在棕色瓶中按規(guī)定濃度配制的亞甲藍(lán)溶液注入500ML溶液瓶,，然后將溶液瓶塞緊蓋,。
（2）將雙連球充氣球，或者氣源接到進(jìn)氣孔,，（如果有氣源,，氣源壓力不能大于0.05Mpa），用左手壓縮雙連球(充氣球),，向溶液瓶中充氣加壓,，用手按住“加液”開關(guān)，電磁閥打開,，亞甲藍(lán)滴定溶液被壓入滴定管內(nèi),。
（3）當(dāng)?shù)味ü軆?nèi)液體上升到頂部擴(kuò)大的溢流部分時，抬起加液開關(guān),，電磁閥關(guān)閉,。滴定管內(nèi)液面自動對零點。
（4）在向溶液瓶中充氣加壓過程中,，應(yīng)注意檢查溶液瓶口處,，不應(yīng)有漏氣或漏溶液現(xiàn)象。
3.試樣準(zhǔn)備
（1）試樣要經(jīng)105±5℃烘干至恒重,，放在干燥器中冷卻備用,。
（2）用感量1%g天平稱膨潤土試樣0.20g（型砂試樣5.0g）倒入250mL玻璃杯中。
（3）向燒杯中加入50ml濃度為2%的焦磷酸鈉溶液,，搖勻,。如發(fā)現(xiàn)硼潤土有結(jié)塊，應(yīng)仔細(xì)用玻璃棒碾開,，注意玻璃棒取出時不要將膨潤土帶出,。
五. 微控粘土吸藍(lán)量試驗儀的使用
1.將盛有試樣懸濁液的玻璃燒杯放在超聲分散器內(nèi)，使燒杯底浸入水中約5~8mm,。
2.將超聲波定時設(shè)定為5分鐘,，（單獨使用時，分散定時器旋鈕調(diào)至5分鐘位置）,，按下“啟動”分散器開始工作,。觀察燒杯液面振蕩情況，液面應(yīng)出現(xiàn)波紋或有波浪翻滾,，否則可調(diào)整超聲波中水的加入量,，使燒杯中的懸浮液得到的振蕩效果。
3.5分鐘后分散器自動停止工作,，取出燒杯擦干底,，將燒杯放在攪拌器的燒杯托架，平穩(wěn)地將燒杯托架升起,，使燒杯底距攪拌軸上的葉片約5mm,，鎖緊托架,。玻璃滴定頭應(yīng)正對燒杯口。
4.手按滴定開關(guān),，開始滴定,。
5.從滴定管上的刻度觀察滴入燒杯中的亞甲藍(lán)溶液數(shù)量，當(dāng)達(dá)到試樣預(yù)計吸藍(lán)量為80~90%時關(guān)閉滴定閥DZ1或者停止擠壓玻璃珠,。
6.將攪拌器定時器時間設(shè)定為2分鐘(120秒)，按“啟/?！辨I,，攪拌器開始工作。2分鐘后自動停止,。
7.用玻璃棒沾少許試液在中速濾紙上做點滴試驗,，觀察濾紙上液滴周圍是否出現(xiàn)淡藍(lán)綠色暈環(huán)，同時在液滴圓點下注明滴入試樣溶液中亞甲藍(lán)的毫升數(shù),。
8.如未出現(xiàn)暈環(huán),，再滴入1ml亞甲藍(lán)溶液，然后再攪拌2分鐘,，并進(jìn)行點滴試驗,，如還未出現(xiàn)暈環(huán)，則繼續(xù)滴入亞甲藍(lán)1ml,，依次進(jìn)行直至發(fā)現(xiàn)藍(lán)點周圍出現(xiàn)淡藍(lán)綠色暈環(huán)為止,。
9.繼續(xù)攪拌2分鐘后，再做一次點滴試驗,。如暈環(huán)已消失,，說明尚未到達(dá)終點，應(yīng)繼續(xù)增加滴亞甲藍(lán)量(可加0.5或1ml),。如暈環(huán)已不再消失時,，表明試樣已達(dá)到飽和吸附，試樣中已開始出現(xiàn)游離染料,，此時滴入亞甲藍(lán)量,，即是試樣的吸藍(lán)量。滴定及點滴試驗的全過程,，見操作示意圖,。
10. 滴定完畢，取下燒杯,，洗凈以備下次使用,。
11. 滴定試驗注意事項:
(1)點滴試驗在濾紙上應(yīng)順序有規(guī)律地進(jìn)行，并注明每點的滴藍(lán)量,。
(2)點滴大小以圓點直徑10～15mm為宜,，不可過小,，以免影響試驗的精確度。
(3)出現(xiàn)淡藍(lán)綠色暈環(huán)寬度以0.5～1mm為準(zhǔn),。
(4)為便于判斷和點滴終點數(shù)值,，在出現(xiàn)暈環(huán)達(dá)到終點后，再增加1～2次點滴試驗,，做1～2個過量的點滴試驗,，供判斷重點時參考。
(5)如果次滴入亞甲藍(lán)就出現(xiàn)過寬的暈環(huán),，說明一開始加入的亞甲藍(lán)已經(jīng)過量,，應(yīng)重新?lián)Q試樣進(jìn)行測定。
(6)硼潤土試樣重為0.2g,，亞甲藍(lán)溶液濃度為0.2%,，所以滴定亞甲藍(lán)的毫升數(shù)，即為100g硼潤土的吸藍(lán)量(g),。
(7)測定型砂中有效硼潤土量時,，可依次采用硼潤土量0.2，0.3,，0.4,，0.5g，使試樣總重為5g,，測定方法同前,。
六. 亞甲藍(lán)粘土測定儀的維護(hù)與保養(yǎng)
1. 在超聲波分散器的分散槽內(nèi)沒有水時，嚴(yán)禁開機(jī)工作,，以免損壞,。
2. 使用完畢應(yīng)將分散槽中的水倒凈擦干，電源插頭拔出,，并用塑料罩好,，保證分散器清潔、干燥,。
3. 分散器工作一段時間后,，水溫會逐漸升高，底盤發(fā)熱(是正?，F(xiàn)象),。允許連續(xù)工作時間以分散槽內(nèi)的水溫不超過50℃為限，否則應(yīng)停機(jī)或更換分散槽中的水以加快冷卻,。在炎熱夏季或在高溫環(huán)境時,，一般連續(xù)工作時間不應(yīng)超過30分鐘。
4. 試驗完畢后,，應(yīng)將滴定管內(nèi)剩余的亞甲藍(lán)溶液放回溶液瓶,。
七. 吸藍(lán)量測定的應(yīng)用
1. 評定硼潤土質(zhì)量
硼潤土中起粘結(jié)作用的主要是其中的蒙脫石礦物,，因此，可以考慮以膨潤土中的蒙脫石多少來反映膨潤土的粘結(jié)力,。由于蒙脫石礦物有吸附亞甲基藍(lán)等色素的能力,，用膨潤土吸藍(lán)量方法來檢驗膨潤土的蒙脫石含量，即可評定膨潤土的質(zhì)量,。國外曾有人用膨潤土吸藍(lán)量除以0.442系數(shù)來計算膨潤土的蒙脫石含量,。后來又有人將系數(shù)改為0.47，0.49或0.56,，但從試驗結(jié)果表明,，這些系數(shù)不夠準(zhǔn)確。因此建議在測試時不必折算出蒙脫石含量,，只需測出每100g膨潤土實際膨潤土吸附的亞甲藍(lán)多少克即可。試驗結(jié)果表明膨潤土吸藍(lán)量與其粘結(jié)力成直線關(guān)系,，所以測定膨潤土吸藍(lán)量可以作為評定膨潤土質(zhì)量的一個方面,。當(dāng)然，要全面評定膨潤土質(zhì)量還要進(jìn)行熱濕拉強(qiáng)度,、濕壓強(qiáng)度,、焙燒后粘結(jié)力等試驗。膨潤土吸藍(lán)量以每100g膨潤土吸附亞甲藍(lán)克數(shù)來表示,，可按下式計算:
MB=(A×B)÷C×100
式中: MB-吸藍(lán)量 (g/100g試料);
A-亞甲藍(lán)溶液濃度,，即每毫升含亞甲藍(lán)克數(shù)(g/mL);
B-亞甲藍(lán)溶液滴定量(mL);
C-試樣重量(g).
2. 評定膨潤土的復(fù)用性
膨潤土受熱時，通常在100~110℃先失去晶間層水,，隨溫度的升高約在300℃以上就開始損失蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)中的OH晶格水,，500℃左右開始迅速失去OH水，使蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)遭到破壞,， 膨潤土變成失去粘結(jié)力的”死粘土”,。在膨潤土失去粘結(jié)力的同時，吸附亞甲藍(lán)的能力也會大幅度地下降,，所以測出經(jīng)高度培燒后膨潤土吸藍(lán)量的變化,，也可以說明膨潤土在鑄造過程中反復(fù)使用的性能，借此以評定它的復(fù)用性,。試驗方法:將膨潤土經(jīng)550℃焙燒后測定其吸藍(lán)量,，然后與膨潤土經(jīng)105℃烘干后的吸藍(lán)量相比，其下降的百分?jǐn)?shù)即作為膨潤土復(fù)用性指標(biāo)之一,。
3. 測定定型砂(舊砂)中有效膨潤土含量
在型砂(舊砂)中具有粘結(jié)力的膨潤土稱為有效膨潤土,。它的含量直接影響型砂的許多性能，如有效膨潤土減少,，將會降低型砂的濕強(qiáng)度,，熱濕拉強(qiáng)度,，并導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生夾砂缺陷。所以用滴定法測定型砂中有效膨潤土含量,，是中對型砂質(zhì)量進(jìn)行控制的重要檢測項目之一,。
測定型砂中有效膨潤土含量時，首先要做一條標(biāo)準(zhǔn)曲線,。測定時用鑄造車間的原砂和膨潤土分別在105～110℃烘箱中烘干,。稱量膨潤土0.10，0.20,，0.30,，0.40g，分別加入原砂4.90,，4.80,，4.70，4.60g,，使膨潤土和原砂總重為5g,。然后倒入三角燒瓶中，加入蒸餾水50ml,，沖下瓶口粘附的試樣,，再按前述亞甲藍(lán)滴定法的步驟測定每分試樣的吸藍(lán)量。以試樣中膨潤土量%數(shù)為橫坐標(biāo),，亞甲藍(lán)滴定為縱坐標(biāo)畫出標(biāo)定曲線,，如下圖:
稱取型砂(舊砂)5g，按同樣的方法測出亞甲藍(lán)滴定量,，就可以從標(biāo)定曲線上查出型砂或舊砂中的有效膨潤土含量,。
附注：試液的配制方法：
例如：
1. 次甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.2%）：按方法測定的次甲基藍(lán)（指示劑，含量不小于95%）含量,，一般為85%左右,，稱取有效次甲基藍(lán)2.00g（如次甲基藍(lán)含量為85%，則稱取該次甲基藍(lán)的重量為2.00g÷85%=2.353g）溶解于1000ml水中,，即配制成0.2%濃度的次甲基藍(lán)溶液,，為使次甲基藍(lán)充分溶解，需攪拌18小時以上,。
WSP-ZTY智能透氣性測定儀采用快速法來測定型、芯砂在干態(tài)及濕態(tài)時的透氣率。儀器由電子式電動氣壓源,、進(jìn)口高精度微壓傳感器和微機(jī)處理控制,、打印系統(tǒng)等組成。能自動,，準(zhǔn)確完成透氣率的測量,、顯示、數(shù)據(jù)處理,、打印等,。可廣泛應(yīng)用于,、科研,、教學(xué)中。
智能透氣性測定儀的特點：
1. 電子式電動氣壓源：采用特種電子調(diào)頻調(diào)速電機(jī),，通過單片微機(jī)數(shù)字控制,，提供恒定氣壓輸出。
2. 自動切換大,、小阻流孔,，無須人工干預(yù)，由計算機(jī)智能判斷兩孔的開閉,，實現(xiàn)全量程透氣率自動測量。
3. 高精確度：采用恒壓調(diào)頻調(diào)速電動氣壓源能輸出恒定的氣壓保證了測試的準(zhǔn)確度.同時進(jìn)口高精度的微壓傳感器和41/2位(十進(jìn)制)A/D數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用可進(jìn)一步提高系統(tǒng)的精確度,。
4. 數(shù)據(jù)存儲及掉電保護(hù)功能：能存儲100組實驗結(jié)果.在關(guān)機(jī)或停電的情況下,，將已采集的數(shù)據(jù)完整地保存在計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，以便進(jìn)一步顯示和打印輸出,。
5. 打印功能：采用點陣式微型打印機(jī),，能將已采集和儲存的數(shù)據(jù)，通過鍵盤指令,，以數(shù)據(jù)的方式輸出.對兩組及兩組以上的數(shù)據(jù),，可打印其平均值。
儀器的主要指標(biāo)
1. 式樣尺寸: Φ50×50mm ,；
2. 氣源工作壓力: 981±5Pa(100mmH2O) ,；
3. 通氣孔，大:1.5mm 小:0.5mm ,；
4. 測量范圍,，壓力:0-981Pa 透氣率:0-2450 ；
5. 重復(fù)精度: ±1%FS ,；
6. 工作電壓: AC 220V±10%,，50Hz ；
7. 使用環(huán)境: 溫室，相對濕度≤90%(無結(jié)露) ,；
8. 外形尺寸(長×寬×高): 320×280×290mm
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