Choisir une granulométrie inadaptée pour la poudre de quartz engendre de réels problèmes en production. Une poudre trop grossière laisse des pièces moulées rugueuses et des panneaux criblés de micro-trous. Une poudre trop fine, quant à elle, obstrue les conduites d'alimentation et double les coûts. Ce guide explique la signification de la granulométrie, sa conversion en microns et la taille de particule optimale pour chaque application.
Que signifie la taille des mailles ?
Le nombre de mailles d'un tamis correspond à la quantité d'ouvertures sur une longueur de 2,54 cm (un pouce). Une poudre de maille 200 passe à travers un tamis comportant 200 ouvertures par pouce. La règle est simple : plus le numéro de maille est élevé, plus les particules sont fines ; plus le numéro de maille est faible, plus les particules sont grossières.
L'industrie établit également une distinction selon le numéro de maille :
a. Jusqu'à 120 mesh est généralement appelé Le sable de quartz.
b. Au-dessus de 120 mesh, on appelle poudre de quartz, également connue sous le nom de farine de silice ou silice broyée.
La poudre de quartz possède quelques propriétés essentielles qu'il est important de connaître avant de choisir sa qualité. Elle est principalement composée de dioxyde de silicium (SiO₂), avec une dureté Mohs de 7 et une densité de 2,65 g/cm³. Son point de fusion se situe entre 1650 et 1750 °C environ. Elle résiste aux acides et aux bases, est un isolant électrique et possède un faible coefficient de dilatation thermique. On distingue les qualités de pureté suivantes : 90–99%, raffinée 99–99,5%, haute pureté 99,5–99,9% et ultra-haute pureté ≥99,99%.
Tableau de conversion des mailles en microns
Le mesh et le micron mesurent la même chose, mais dans des directions opposées. Le mesh compte les ouvertures par pouce, tandis que le micron mesure la taille des ouvertures de la particule elle-même. Le tableau ci-dessous présente les qualités commerciales courantes et leurs applications.
À titre indicatif, voici les valeurs de tamisage approximatives : 100 mesh correspond à environ 149 microns, 200 mesh à environ 74 microns, 325 mesh à environ 44 microns, 400 mesh à environ 37 microns, 600 mesh à environ 20 microns, 800 mesh à environ 15 microns, 1250 mesh à environ 10 microns, 2000 mesh à environ 6,5 microns et 3000 mesh à environ 4,5 microns.
Choisir la poudre de quartz en fonction de la taille des mailles
La poudre de quartz commerciale est généralement vendue dans quelques gammes standard : 325, 600, 800, 1250 et 2000 mesh, avec des qualités de 3000 mesh et nanométriques disponibles sur demande.
20 à 120 mesh : sable grossier et moyen
Techniquement, il s'agit de sable plutôt que de poudre, mais il se situe en haut de la même chaîne d'approvisionnement et est généralement approvisionné ensemble.
a. Les grandes pièces moulées utilisent un maillage de 20 à 60 mesh pour une bonne perméabilité aux gaz et une bonne compressibilité.
b. Pour le moulage de précision et le moulage à modèle perdu, utilisez un maillage de 60 à 120 pour une finition de surface plus lisse.
c. La pierre de quartz reconstituée utilise un agrégat principal de 80 à 120 mesh, mélangé à du sable grossier de 40 à 60 mesh et à des fines de 150 à 200 mesh pour équilibrer la résistance, la densité et une surface propre.
d. La filtration de l'eau utilise un tamis de 20 à 80 mesh, avec une couche de support inférieure de 20 à 40 mesh et une couche supérieure fine de 40 à 80 mesh. Les systèmes d'eau ultrapure utilisent un tamis aussi fin que 80 à 120 mesh.
e. Le sablage et le remplissage de gazon artificiel utilisent un maillage de 10 à 40.
200 à 400 mesh : poudre fine
Au-delà de 120 mesh, on entre dans le domaine de la poudre de quartz.
a. Les céramiques et les réfractaires utilisent couramment une poudre raffinée de 325 mesh, supportant une température supérieure à 1600 degrés C, pour les pâtes, les émaux et les briques réfractaires.
b. Le verre plat, le verre d'emballage et la fibre de verre utilisent une poudre de haute pureté avec du SiO2 à 99,5 % ou plus et du Fe2O3 à 0,02 % ou moins.
c. Mélanges de construction de 100 à 200 mesh avec du sable standard pour béton à haute résistance, chaussée perméable et chape de sol.
d. Le moulage de précision sous forme de poudre utilise un sable de moulage et un média de sablage de 200 à 325 mesh, ce qui permet d'obtenir des pièces moulées exemptes de piqûres.
325 à 800 mesh : micropoudre
C'est dans cette tranche de prix que le volume est le plus élevé et que l'écart de prix entre le sable et la poudreuse se creuse.
a. Le quartz reconstitué et le marbre artificiel utilisent une poudre blanche pure de granulométrie 325 à 800 mesh, d'une blancheur supérieure ou égale à 95. Cette qualité résiste aux taches, aux rayures et à la déformation.
b. Le verre photovoltaïque utilise une granulométrie de 325 à 800 mesh avec une teneur en SiO2 de 99,8 % ou plus.
c. La découpe et le polissage des plaquettes de silicium utilisent un tamis de 800 mesh, là encore soumis à un contrôle de pureté.
d. Les revêtements et les encres utilisent un maillage de 600 pour augmenter la dureté du film, la résistance aux intempéries et l'adhérence, pour la peinture murale extérieure et la peinture anticorrosion.
e. Le caoutchouc et les plastiques utilisent cette bande comme charge de renforcement qui améliore la résistance à l'usure et réduit les coûts.
1250 à 3000 mesh : qualité ultrafine et électronique
À ce niveau de finesse, la pureté compte plus que la maille elle-même.
a. Les boîtiers électroniques et les stratifiés cuivrés haute fréquence utilisent environ 3000 mesh avec du SiO2 à 99,99 % ou plus comme matériau de remplissage du noyau pour l'encapsulation des circuits intégrés.
b. Les matériaux de support des semi-conducteurs utilisent une granulométrie de 1200 à 2000 mesh pour les creusets en quartz, les nacelles en quartz et le composé d'encapsulation des puces.
c. Les charges de fibres optiques et les céramiques haut de gamme utilisent des poudres de haute pureté et d'ultra-haute pureté.
d. Les ustensiles de laboratoire qui doivent résister à la chaleur utilisent des creusets en quartz cuit et des tubes étirés classés à plus de 1700 degrés C.
e. Les pièces spéciales pour l'aérospatiale utilisent des qualités ultra-pures sur mesure pour l'isolation haute température et les composants piézoélectriques.
Un piège courant avec les poudres ultrafines est d'atteindre le tamis cible sans dépasser la limite de Fe₂O₃. Les acheteurs de composants électroniques rejettent les poudres en raison de leur teneur en fer, même lorsque la granulométrie est correcte. La qualité électronique est évaluée selon trois critères : la granulométrie, la pureté et les teneurs en ions sodium et potassium. La granulométrie seule ne suffit pas.
La pureté et la granulométrie sont plus importantes qu'un simple numéro de maille.
La granulométrie est plus importante que la valeur d'un seul mesh. Une poudre à granulométrie serrée et uniforme s'écoule facilement, ne forme pas de ponts ni d'obstructions dans les conduites d'alimentation et se fritte ou se mélange sans problème. Les mélanges, comme la pierre reconstituée composée de particules de 40, 80 et 150 mesh mélangées, sont plus denses qu'une poudre de granulométrie uniforme et résistent mieux à la fissuration.
La poudre de quartz n'est pas forcément meilleure lorsqu'elle est plus fine, ni moins chère lorsqu'elle est plus grossière. On évalue la granulométrie grossière selon la perméabilité et la résistance, la granulométrie moyenne selon la blancheur et la perte au feu, et la granulométrie ultrafine selon la pureté et la teneur en ions. Il convient de définir d'abord l'application, puis la granulométrie, et enfin la pureté, dans cet ordre.
Comment chaque taille de maille est produite
Le quartz est broyé, du plus grossier au plus fin, à l'aide de différents équipements selon le résultat souhaité. Le sable grossier provient d'un concassage et d'un criblage classiques. L'obtention d'une poudre fine nécessite un broyage suivi d'un classement. Enfin, l'obtention d'une poudre micro- et ultrafine requiert un classement pneumatique et un broyage par jet d'air.
a. Une granulométrie de 200 à 400 mesh est efficacement produite par un ligne de production de broyeurs à boulets et de classificateurs à airLe broyeur effectue le broyage et le classificateur renvoie les particules surdimensionnées pour un autre passage, ce qui permet de maintenir une distribution granulométrique étroite.
b. La granulométrie de 325 à 800 mesh dépend de la classification de l'air. classificateurs d'air horizontaux et classificateurs d'air verticaux Séparer les particules fines des particules grossières permet d'obtenir une poudre répondant à des spécifications strictes. Un broyeur à vibrations spécifique convient également au broyage fin et ultrafin dans cette gamme.
c. 1250 à 3000 mesh est le territoire des broyeurs à jet à lit fluidisé. broyeurs à jet à lit fluidisé horizontal et broyeurs à jet à lit fluidisé vertical Le broyage du quartz se fait par impact de particules à l'aide d'air comprimé. Ce procédé évite toute contamination et permet d'atteindre le niveau de pureté requis pour les applications électroniques et optiques.
Foire aux questions
À quoi sert la poudre de quartz de maille 325 ?
Céramiques, réfractaires, pierre de quartz reconstituée, verre photovoltaïque et revêtements. C'est l'une des granulométries de poudre fine les plus courantes.
Combien de microns représentent 200 mesh ?
Environ 74 microns. Un maillage de 325 correspond à environ 44 microns, et un maillage de 800 à environ 15 microns.
La poudre de quartz est-elle la même chose que la farine de silice ?
Oui. La farine de silice, la silice broyée et la microsilice désignent toutes de la poudre de quartz finement broyée, généralement d'une granulométrie supérieure à 120 mesh.
Quelle est la différence entre la poudre de quartz de 325 mesh et celle de 800 mesh ?
Granulométrie. Un tamis de 325 mesh correspond à environ 44 microns, tandis qu'un tamis de 800 mesh correspond à environ 15 microns. Le tamis de 800 mesh est plus cher et est utilisé lorsqu'une granulométrie plus fine ou une blancheur et une pureté supérieures sont requises.
Comment est produite la poudre de quartz de 2000 mesh ?
Avec un broyeur à jet à lit fluidisé et un système de classification par air comprimé, l'air comprimé provoque l'impact des particules les unes sur les autres pour atteindre une taille de quelques microns sans contamination métallique.
Quel degré de pureté est requis pour la poudre de quartz de qualité électronique ?
On utilise généralement du SiO2 à 99,99 % ou plus, avec un contrôle strict des concentrations de Fe2O3 et des ions sodium et potassium. La taille des mailles à elle seule ne suffit pas pour l'électronique.
Points clés à retenir
a. Le nombre de mailles correspond au nombre d'ouvertures du tamis par pouce linéaire. Un numéro de maille plus élevé signifie une poudre plus fine.
b. Au-dessus de 120 mesh, il s'agit de poudre de quartz ; en dessous, il s'agit généralement de sable de quartz.
c. Adaptez la bande à la tâche : grossière pour le moulage et la filtration, fine pour la céramique et le verre, micro pour la pierre reconstituée et les revêtements, ultrafine pour l’électronique.
d. À l'extrémité fine, la pureté et la distribution granulométrique des particules importent plus qu'un seul numéro de maille.
e. Chaque bande nécessite un équipement de broyage et de classification différent.
Besoin d'aide pour choisir le bon matériau, le bon maillage et le bon équipement ? Poudre de contact EPIC pour effectuer un essai de broyage et obtenir une recommandation concernant le broyeur ou la ligne de production pour votre quartz.
Merci de votre lecture. J'espère que cet article vous sera utile. N'hésitez pas à laisser un commentaire ci-dessous. Vous pouvez également contacter le service client en ligne d'EPIC Powder. Zelda pour toute autre question.
— Emily Chen, Ingénieur
