Het kiezen van de verkeerde maasgrootte voor kwartspoeder veroorzaakt serieuze problemen in de productie. Poeder dat te grof is, resulteert in ruwe gietstukken en panelen vol gaatjes. Poeder dat te fijn is gemalen, verstopt de toevoerleidingen en verdubbelt de kosten. Deze handleiding legt uit wat maasgrootte betekent, hoe deze wordt omgerekend naar micron en welke deeltjesgrootte het meest geschikt is voor elke toepassing.
Wat betekent maasgrootte?
De maaswijdte van een zeef geeft het aantal openingen per inch (2,54 mm) aan. Poeder met een maaswijdte van 200 mesh gaat door een zeef met 200 openingen per inch. De regel is simpel: een hoger maasnummer betekent fijnere deeltjes en een lager maasnummer betekent grovere deeltjes.
De industrie maakt ook onderscheid op basis van het maasnummer:
a. Tot 120 mesh wordt gewoonlijk genoemd kwarts zand.
b. Boven de 120 mesh wordt genoemd kwarts poeder, ook wel bekend als silicameel of gemalen silica.
Kwartspoeder heeft een aantal vaste eigenschappen die het waard zijn om te weten voordat u een kwaliteit kiest. Het bestaat voornamelijk uit siliciumdioxide (SiO2), met een Mohs-hardheid van 7 en een dichtheid van 2,65 g/cm³. Het smelt tussen ongeveer 1650 en 1750 graden Celsius, is bestand tegen zuren en basen, isoleert elektrisch en heeft een lage thermische uitzettingscoëfficiënt. De zuiverheid wordt ingedeeld in gangbare kwaliteiten: 90–99%, geraffineerd 99–99,5%, zeer zuiver 99,5–99,9% en ultra-zeer zuiver ≥99,99%.
Omrekeningstabel van mesh naar micron
Mesh en micron meten hetzelfde, maar dan vanuit tegengestelde richting. Mesh telt het aantal openingen per inch, terwijl micron de grootte van de opening van het deeltje zelf meet. De onderstaande tabel toont de meest voorkomende commerciële kwaliteiten en waar ze worden gebruikt.
Een handig overzicht van de afzonderlijke waarden: 100 mesh is ongeveer 149 micron, 200 mesh ongeveer 74 micron, 325 mesh ongeveer 44 micron, 400 mesh ongeveer 37 micron, 600 mesh ongeveer 20 micron, 800 mesh ongeveer 15 micron, 1250 mesh ongeveer 10 micron, 2000 mesh ongeveer 6,5 micron en 3000 mesh ongeveer 4,5 micron. Dit zijn benaderende waarden volgens de Amerikaanse standaardzeefnormen.
Kwartspoeder kiezen op basis van maasgrootte
Commercieel kwartspoeder wordt doorgaans verkocht in een paar standaardkwaliteiten: 325, 600, 800, 1250 en 2000 mesh, met 3000 mesh en nanometerkwaliteiten op aanvraag.
20 tot 120 mesh: grof en middelgrof zand
Technisch gezien is dit product zand in plaats van poeder, maar het bevindt zich bovenaan dezelfde toeleveringsketen en wordt meestal samen ingekocht.
a. Bij grote gietstukken wordt een maaswijdte van 20 tot 60 mesh gebruikt voor een goede gasdoorlaatbaarheid en samendrukbaarheid.
b. Bij precisiegieten en verlorenwasgieten wordt gebruik gemaakt van een zeef met een maaswijdte van 60 tot 120 mesh voor een gladder oppervlak.
c. Bij kunstmatig vervaardigd kwartssteen wordt 80 tot 120 mesh als hoofdbestanddeel gebruikt, gemengd met grof zand van 40 tot 60 mesh en fijn zand van 150 tot 200 mesh om een balans te vinden tussen sterkte, dichtheid en een glad oppervlak.
d. Waterfiltratie maakt gebruik van filters met een maaswijdte van 20 tot 80 mesh, waarbij 20 tot 40 mesh de onderste ondersteunende laag vormt en 40 tot 80 mesh de bovenste fijne laag. Systemen voor ultrapuur water gebruiken filters met een maaswijdte van 80 tot 120 mesh.
e. Zandstralen en het opvullen van kunstgras met een maaswijdte van 10 tot 40 mesh.
200 tot 400 mesh: fijn poeder
Boven de 120 mesh kom je in het gebied van kwartspoeder terecht.
a. Keramiek en vuurvaste materialen gebruiken doorgaans geraffineerd poeder met een maaswijdte van 325 mesh, geschikt voor temperaturen boven 1600 graden Celsius, voor kleimassa's, glazuren en vuurvaste stenen.
b. Vlakglas, containerglas en glasvezel gebruiken poeder met een hoge zuiverheid, bestaande uit 99,5 procent SiO2 of meer en 0,02 procent Fe2O3 of minder.
c. Bouwmengsels met een korrelgrootte van 100 tot 200 mesh, gemengd met standaardzand, voor hogesterktebeton, waterdoorlatende bestrating en vloerchape.
d. Bij precisiegieten in poedervorm wordt gebruik gemaakt van vormzand en straalmiddel met een korrelgrootte van 200 tot 325 mesh, waardoor de gietstukken vrij blijven van gaatjes.
325 tot 800 mesh: micropoeder
Dit is de prijsklasse met het hoogste volume en waar het prijsverschil tussen zand en poeder ontstaat.
a. Kunstkwarts en kunstmarmer gebruiken zuiver wit poeder met een maaswijdte van 325 tot 800 mesh en een witheid van 95 of hoger. Deze kwaliteit is bestand tegen vlekken, krassen en vervorming.
b. Fotovoltaïsch glas gebruikt 325 tot 800 mesh met een SiO2-gehalte van 99,8 procent of meer.
c. Bij het snijden en polijsten van siliciumwafels wordt gebruik gemaakt van 800 mesh, waarbij de zuiverheid wederom een belangrijke factor is.
d. Coatings en inkten gebruiken 600 mesh om de filmhardheid, weerbestendigheid en hechting te verhogen, voor buitenmuurverf en anticorrosieverf.
e. Rubber en kunststoffen gebruiken deze band als versterkende vulstof die de slijtvastheid verbetert en de kosten verlaagt.
1250 tot 3000 mesh: ultrafijn en geschikt voor elektronische toepassingen
Bij deze fijnheid is zuiverheid belangrijker dan alleen de maaswijdte.
a. Elektronische verpakkingen en hoogfrequente koperbeklede laminaten gebruiken ongeveer 3000 mesh met SiO2 van 99,99 procent of meer als kernvuller voor de verpakking van geïntegreerde schakelingen.
b. Voor halfgeleiderondersteunende materialen wordt een maaswijdte van 1200 tot 2000 mesh gebruikt voor kwartskroezen, kwartsbootjes en chipinkapselingscompound.
c. Glasvezelvullers en hoogwaardige keramiek maken gebruik van poeder met een hoge en ultrahoge zuiverheid.
d. Laboratoriumapparatuur die hitte moet kunnen weerstaan, maakt gebruik van gebakken kwartskroezen en getrokken buizen die geschikt zijn voor temperaturen boven de 1700 graden Celsius.
e. Voor speciale onderdelen in de lucht- en ruimtevaart worden op maat gemaakte, ultrazuivere kwaliteiten gebruikt voor isolatie bij hoge temperaturen en piëzo-elektrische componenten.
Een veelvoorkomend probleem bij ultrafijne zeven is dat de gewenste maaswijdte wordt bereikt, terwijl de limiet voor Fe2O3 wordt overschreden. Kopers van elektronica wijzen poeder af vanwege het ijzergehalte, zelfs als de zeefmaat correct is. De kwaliteit van elektronica wordt beoordeeld op drie factoren samen: maaswijdte, zuiverheid en het gehalte aan natrium- en kaliumionen. Alleen de maaswijdte is niet voldoende.
Zuiverheid en deeltjesgrootteverdeling zijn belangrijker dan een enkel maasnummer.
De deeltjesgrootteverdeling is belangrijker dan een enkele maaswijdte. Poeder met een fijne, uniforme verdeling vloeit goed, vormt geen bruggen of verstoppingen in de toevoerleidingen en laat zich probleemloos sinteren of mengen. Gemengde recepten, zoals composietsteen gemaakt van deeltjes met een maaswijdte van 40, 80 en 150 mesh, hebben een dichtere pakking dan poeders met een uniforme grootte en zijn beter bestand tegen scheuren.
Kwartspoeder is niet per se beter als het fijner is, en niet per se goedkoper als het grover is. De grove variant wordt beoordeeld op permeabiliteit en sterkte, de middelste op witheid en gloeiverlies, en de ultrafijne variant op zuiverheid en ionengehalte. Bepaal eerst de toepassing, dan de maasgrootte en vervolgens de zuiverheid, in die volgorde.
Hoe elke maasgrootte wordt geproduceerd
Kwarts wordt, afhankelijk van het doel, met verschillende apparatuur van grof tot fijn vermalen. Grof zand wordt verkregen door conventioneel breken en zeven. Om fijn poeder te verkrijgen, is malen en sorteren nodig. Voor micro- en ultrafijn poeder worden luchtclassificatie en straalmalen toegepast.
a. Een maaswijdte van 200 tot 400 mesh wordt efficiënt geproduceerd door een productielijn voor kogelmolens en luchtclassificatorenDe molen maalt het materiaal en de classificator voert de te grote deeltjes terug voor een volgende bewerking, waardoor de deeltjesgrootteverdeling fijn blijft.
b. 325 tot 800 mesh is gebaseerd op luchtclassificatie. Beide horizontale luchtclassificatoren En verticale luchtclassificatoren Het fijnste deel wordt van het grove deel gescheiden, zodat het poeder aan strenge specificaties voldoet. Een speciale trilmolen is ook geschikt voor fijn en ultrafijn malen in dit bereik.
Het deeltjesgroottebereik van een wervelbedmolen ligt tussen 1250 en 3000 mesh. Horizontale wervelbedstraalmolens En verticale wervelbedstraalmolens Kwarts wordt vermalen door middel van deeltjesbotsing met perslucht. Dit voorkomt verontreiniging en bereikt de zuiverheid die vereist is voor elektronische en optische toepassingen.
Veelgestelde vragen
Waarvoor wordt kwartspoeder met een maaswijdte van 325 gebruikt?
Keramiek, vuurvaste materialen, kunstmatig kwartssteen, fotovoltaïsch glas en coatings. Het is een van de meest voorkomende soorten fijn poeder.
Hoeveel micron is 200 mesh?
Ongeveer 74 micron. 325 mesh is ongeveer 44 micron, en 800 mesh is ongeveer 15 micron.
Is kwartspoeder hetzelfde als silicameel?
Ja. Silicameel, gemalen silica en microsilica verwijzen allemaal naar fijn gemalen kwartspoeder, meestal met een korrelgrootte van meer dan 120 mesh.
Wat is het verschil tussen kwartspoeder met een maaswijdte van 325 mesh en 800 mesh?
Deeltjesgrootte. 325 mesh is ongeveer 44 micron en 800 mesh is ongeveer 15 micron. 800 mesh is duurder en wordt gebruikt wanneer een fijnere deeltjesgrootte of een hogere witheid en zuiverheid vereist zijn.
Hoe wordt kwartspoeder met een maasgrootte van 2000 geproduceerd?
Met een wervelbedstraalmolen en luchtclassificatie. Perslucht zorgt ervoor dat de deeltjes door botsingen een afmeting van enkele microns bereiken zonder metaalverontreiniging.
Welke zuiverheidsgraad is vereist voor kwartspoeder van elektronische kwaliteit?
Doorgaans SiO2 met een zuiverheid van 99,99 procent of hoger, met strenge controles op Fe2O3 en natrium- en kaliumionen. De maasgrootte alleen is niet voldoende voor elektronica.
Belangrijkste conclusies
a. Maaswijdte geeft het aantal zeefopeningen per lineaire inch aan. Een hoger maaswijdtegetal betekent een fijner poeder.
b. Boven 120 mesh is kwartspoeder; daaronder is meestal kwartszand.
c. Kies de juiste zeefband voor de toepassing: grof voor gieten en filteren, fijn voor keramiek en glas, micro voor composietsteen en coatings, ultrafijn voor elektronica.
d. Bij fijne deeltjes zijn zuiverheid en deeltjesgrootteverdeling belangrijker dan een enkel maasnummer.
e. Elke band vereist andere maal- en sorteerapparatuur.
Heeft u hulp nodig bij het kiezen van het juiste materiaal, het juiste gaas en de juiste apparatuur? Neem contact op met EPIC Powder Een proefmaalbeurt uitvoeren en een aanbeveling krijgen voor een maalmachine of productielijn voor uw kwarts.
Bedankt voor het lezen. Ik hoop dat mijn artikel je helpt. Laat hieronder een reactie achter. Je kunt ook contact opnemen met de online klantenservice van EPIC Powder. Zelda voor verdere vragen.”
— Emily Chen, Ingenieur
