TURUN YLIOPISTO
Fysiikan laitos
MURTOMAA, MATTI: Eräiden jauheiden sähköstaattisia ja hygroskooppisia
tutkimuksia
Pro gradu -tutkielma, 83 s.
Fysiikka
Kesäkuu 1998
Tutkielmassa on perehdytty eri materiaalien hygroskooppisiin ja sähköstaattisiin ominaisuuksiin. Alussa on perehdytty sähköstatiikan historiaan ja tämän jälkeen nykyisiin teorioihin. Teoreettisessa osassa on kuvattu erilaisia mekanismeja, jotka vaikuttavat varauksen siirtymiseen näyteaineesta toiseen. Lisäksi on selvitetty, minkälaisia sähköstaattisia mittauksia on yleisesti suoritettu ja minkälaisia ongelmia sähköstatiikan tutkimus usein kohtaa. Sähköstaattiset ilmiöt ovat eri teollisuuden haaroissa usein haitallisia ja merkittäviä tuotantoprosesseja ohjaavia ilmiöitä, näitä ongelmia on käsitelty ja pohdittu mahdollisia keinoja ongelmien vähentämiseksi. Kokeellisessa osuudessa on suoritettu ensinnäkin hygroskooppisia mittauksia natriumboorihydridillä. Kideveden absorptiota ja desorptiota sekä sen läsnäolon vaikutusta hygroskooppisiin parametreihin on pohdittu laajasti. Kokeellisessa osassa esitellään myös sähköstaattisia mittauksia varten valmistetut resistiivisyyskammio, jolla voidaan määrittää aineen sähkönjohtokyky sekä Faradayn kuppi, jota on käytetty mittaamaan hankausvarautumisessa syntyneen varauksen määrää. Sähköstaattisia mittauksia tehtiin useilla aineilla, erityisesti lääketeollisuudessa usein käytetyillä apuaineilla. Kokeellisessa osassa on esitetty tutkittujen aineiden resistiivisyydet sekä mitatut varautumiset erilaisia materiaaleja ja hankauksia käyttäen. Lopuksi edellä mitattuja hygroskooppisia ja sähköstaattisia mittauksia on yhdistetty ja tutkittu kosteuden vaikutusta sähköstaattisiin mittauksiin, kuten resistiivisyys- ja varautumismittauksiin. Havaintojen perusteella on päätelty, etteivät saadut tulokset ole suoraan vertailukelpoisia teorian kanssa, mutta tämä oli odotettavissakin aikaisemmin raportoitujen tutkimusten perusteella. Saaduista tuloksista voidaan kuitenkin vetää useita mielenkiintoisia johtopäätöksiä ja niistä voidaan melko hyvin ennustaa aineiden käyttäytymistä erilaisissa tuotantoprosesseissa. Asiasanat: hygroskooppisuus, varautuminen, resistiivisyys, sähköstatiikka
|