Выбор неправильного размера частиц кварцевого порошка приводит к серьезным проблемам на производстве. Слишком крупный порошок оставляет шероховатые отливки и панели, полные микропор. Слишком мелкий порошок забивает подающие линии и удваивает ваши затраты. В этом руководстве объясняется, что означает размер частиц, как он переводится в микроны и какой размер частиц подходит для каждого применения.
Что означает размер сетки?
Размер ячейки сита определяет количество отверстий в пределах одного линейного дюйма. Порошок с размером ячейки 200 меш проходит через сито, имеющее 200 отверстий на дюйм. Правило простое: чем больше число ячеек, тем мельче частицы, а чем меньше число ячеек, тем крупнее частицы.
В отрасли также проводится различие по номеру ячейки сетки:
а. Мем размером до 120 меш обычно называют кварцевый песок.
б. Мем размером более 120 меш называется кварцевый порошокТакже известна как кремнеземная мука или молотый кремнезем.
Перед выбором сорта кварцевого порошка следует знать несколько важных его свойств. В основном он состоит из диоксида кремния (SiO2), имеет твердость по шкале Мооса 7 и плотность 2,65 г/см³. Температура плавления составляет примерно от 1650 до 1750 °C, он устойчив к кислотам и щелочам, обладает электроизоляционными свойствами и низким коэффициентом теплового расширения. Классификация чистоты включает следующие распространенные сорта: 90–99%, рафинированный 99–99,5%, высокочистый 99,5–99,9% и сверхвысокочистый ≥99,99%.
Таблица перевода ячеек сетки в микроны
Мембрана и микрон измеряют одно и то же, но в противоположных направлениях. Мембрана подсчитывает количество отверстий на дюйм, а микрон измеряет размер отверстия самой частицы. В таблице ниже показаны распространенные коммерческие марки и области применения каждой из них.
Краткая справочная информация по отдельным значениям: 100 меш — примерно 149 микрон, 200 меш — примерно 74 микрона, 325 меш — примерно 44 микрона, 400 меш — примерно 37 микрон, 600 меш — примерно 20 микрон, 800 меш — примерно 15 микрон, 1250 меш — примерно 10 микрон, 2000 меш — примерно 6,5 микрон и 3000 меш — примерно 4,5 микрона. Это приблизительные значения, соответствующие американскому стандарту сит.
Выбор кварцевого порошка по размеру частиц в сетке.
Коммерческий кварцевый порошок обычно продается в нескольких стандартных диапазонах: 325, 600, 800, 1250 и 2000 меш, а порошки с размером частиц 3000 меш и нанометровые фракции доступны по запросу.
20–120 меш: крупный и средний песок
Технически, этот ассортимент состоит из песка, а не порошка, но он находится в начале одной и той же цепочки поставок и обычно поставляется вместе с остальными материалами.
а. Для крупных отливок используется мука с размером частиц от 20 до 60 меш, обеспечивающая хорошую газопроницаемость и способность к разрушению.
b. При точном литье и литье по выплавляемым моделям используется сетка с размером частиц от 60 до 120 меш для получения более гладкой поверхности.
c. В качестве основного заполнителя для искусственного кварцевого камня используется фракция от 80 до 120 меш, смешанная с крупным песком от 40 до 60 меш и мелкими частицами от 150 до 200 меш для достижения баланса прочности, плотности и чистой поверхности.
d. В системах фильтрации воды используется фильтр с размером ячейки от 20 до 80 меш, при этом нижний слой имеет размер от 20 до 40 меш, а верхний тонкий слой — от 40 до 80 меш. В системах сверхчистой воды используется фильтр с размером ячейки от 80 до 120 меш.
e. Для пескоструйной обработки и заполнения искусственным газоном используется щебень с размером частиц от 10 до 40 меш.
200–400 меш: мелкий порошок
При размере частиц больше 120 меш вы попадаете в категорию кварцевого порошка.
а. В производстве керамики и огнеупорных материалов обычно используется очищенный порошок с размером частиц 325 меш, рассчитанный на температуру выше 1600 градусов Цельсия, для изготовления основ, глазурей и огнеупорного кирпича.
b. Для производства листового стекла, тарного стекла и стекловолокна используется порошок высокой чистоты с содержанием SiO2 не менее 99,5% и Fe2O3 не более.
c. В строительстве для получения высокопрочного бетона, водопроницаемого покрытия и стяжки пола используются смеси с размером частиц от 100 до 200 меш со стандартным песком.
d. При точном литье в порошковой форме используется формовочный песок с размером частиц от 200 до 325 меш и абразивные материалы для пескоструйной обработки, что позволяет получать отливки без микропор.
325–800 меш: микропорошок
Это самый объёмный сегмент, и именно здесь возникает разница в цене между песком и порошком.
а. Искусственный кварц и мрамор изготавливаются из чистого белого порошка фракции от 325 до 800 меш с белизной 95 или более. Этот сорт устойчив к пятнам, царапинам и деформации.
b. В фотоэлектрическом стекле используется материал с размером частиц от 325 до 800 меш, содержащий SiO2 в количестве 99,8% и более.
c. При резке и полировке кремниевых пластин используется сетка с размером ячейки 800 меш, чистота которой также регулируется.
d. В покрытиях и красках используется зернистость 600 меш для повышения твердости пленки, атмосферостойкости и адгезии, например, в красках для наружных стен и антикоррозионных красках.
e. В производстве резины и пластмасс эта лента используется в качестве армирующего наполнителя, улучшающего износостойкость и снижающего стоимость.
1250–3000 меш: сверхтонкий и электронный сорт
При такой тонкости сетки чистота материала имеет большее значение, чем сама по себе размер ячейки.
а. В электронных корпусах и высокочастотных медных ламинатах в качестве основного наполнителя для корпусов интегральных схем используется материал с размером частиц около 3000 меш и содержанием SiO2 99,99% и более.
b. В качестве вспомогательных материалов для полупроводников используются кварцевые тигли, кварцевые лодочки и компаунд для инкапсуляции чипов с размером частиц от 1200 до 2000 меш.
c. В качестве наполнителя для оптических волокон и высококачественной керамики используются порошки высокой и сверхвысокой чистоты.
d. В лабораторной посуде, которая должна выдерживать высокие температуры, используются обожженные кварцевые тигли и тянутые трубки, рассчитанные на температуру выше 1700 градусов Цельсия.
e. В аэрокосмических деталях для высокотемпературной изоляции и пьезоэлектрических компонентов используются специальные марки сверхвысокой чистоты.
Распространенная ошибка в ультратонком диапазоне — достижение целевого размера ячейки сита при несоблюдении предела содержания Fe2O3. Покупатели электроники отбраковывают порошок из-за содержания железа, даже если размер сита правильный. Качество электронного порошка оценивается по трем параметрам: размер ячейки сита, чистота и содержание ионов натрия и калия. Одного размера ячейки недостаточно.
Чистота и распределение частиц по размерам имеют большее значение, чем простое значение размера частиц в меше.
Распределение частиц по размерам имеет большее значение, чем любое значение размера частиц в сетке. Порошок с плотным, равномерным распределением хорошо течет, не образует перемычек и не забивает подающие линии, а также без проблем спекается и смешивается. Смешанные рецептуры, такие как искусственный камень, изготовленный из частиц размером 40, 80 и 150 меш, имеют более плотную упаковку, чем однородные частицы, и устойчивы к растрескиванию.
Кварцевый порошок не просто лучше, когда он мельче, и не дешевле, когда он крупнее. Крупнозернистый порошок оценивается по проницаемости и прочности, средний — по белизне и потерям при прокаливании, а ультрамелкозернистый — по чистоте и содержанию ионов. Сначала определитесь с областью применения, затем размером частиц, а затем чистотой — именно в таком порядке.
Как производится каждый размер сетки
Кварц измельчают от крупного до мелкого помола с использованием различного оборудования в зависимости от задачи. Крупный песок получают традиционным способом — путем дробления и просеивания. Для получения мелкодисперсного порошка требуется измельчение и классификация. Для получения микро- и ультрамелкодисперсного порошка необходима воздушная классификация и струйное измельчение.
а. Материал с размером ячейки от 200 до 400 меш эффективно производится с помощью Производственная линия шаровых мельниц и воздушных классификаторовИзмельчитель перемалывает частицы, а классификатор возвращает частицы крупного размера для повторного прохода, что обеспечивает плотное распределение.
b. Размер частиц от 325 до 800 меш зависит от классификации по воздуху. Оба варианта горизонтальные воздушные классификаторы и вертикальные воздушные классификаторы Отделите мелкую фракцию от крупной, чтобы порошок соответствовал строгим требованиям. Специальная вибрационная мельница также подходит для тонкого и сверхтонкого измельчения в этом диапазоне.
В зону действия струйных мельниц с псевдоожиженным слоем входит размер частиц от 1250 до 3000 меш. Горизонтальные струйные мельницы с псевдоожиженным слоем и вертикальные струйные мельницы с псевдоожиженным слоем Измельчение кварца методом пошагового осаждения частиц с использованием сжатого воздуха. Это позволяет избежать загрязнения и достичь чистоты, необходимой для электронных и оптических применений.
Часто задаваемые вопросы
Для чего используется кварцевый порошок с размером частиц 325 меш?
Керамика, огнеупоры, искусственный кварцевый камень, фотоэлектрическое стекло и покрытия. Это один из наиболее распространенных сортов мелкодисперсного порошка.
Сколько микрон составляет 200 меш?
Примерно 74 микрона. Для частиц размером 325 меш это примерно 44 микрона, а для частиц размером 800 меш — примерно 15 микрон.
Кварцевый порошок — это то же самое, что и кремнеземная мука?
Да. Кремниевая мука, молотый кремнезем и микрокремнезем — все это относится к мелкодисперсному порошку кварца, обычно с размером частиц более 120 меш.
В чём разница между кварцевым порошком с размером частиц 325 меш и 800 меш?
Размер частиц. 325 меш соответствует примерно 44 микронам, а 800 меш — примерно 15 микронам. 800 меш стоит дороже и используется там, где требуется более мелкий размер частиц или более высокая белизна и чистота.
Как производится кварцевый порошок с размером частиц 2000 меш?
С помощью струйной мельницы с псевдоожиженным слоем и воздушной классификации. Сжатый воздух обеспечивает ударное воздействие частиц друг на друга, позволяя получать частицы размером в несколько микрон без загрязнения металлами.
Какова необходимая чистота кварцевого порошка для электронных устройств?
Как правило, используется SiO2 с содержанием 99,99% или выше, при этом строго контролируется содержание Fe2O3, а также ионов натрия и калия. Одного лишь размера ячейки сетки недостаточно для электроники.
Основные выводы
а. Показатель размера ячейки сита измеряет количество отверстий сита на линейный дюйм. Чем выше число ячеек сита, тем мельче порошок.
б. При размере частиц более 120 меш — кварцевый порошок; при размере частиц менее 120 меш обычно — кварцевый песок.
c. Подберите тип ленты в соответствии с выполняемой задачей: крупнозернистая — для литья и фильтрации, мелкозернистая — для керамики и стекла, микрозернистая — для искусственного камня и покрытий, ультратонкая — для электроники.
d. На тонком конце спектра чистота и распределение частиц по размерам имеют большее значение, чем одно значение размера ячейки сетки.
e. Для каждого типа ленты требуется различное оборудование для измельчения и классификации.
Нужна помощь в подборе материала, сетки и оборудования? Обратитесь к EPIC Powder Провести пробный помол и получить рекомендации по выбору мельницы или производственной линии для вашего кварца.
Спасибо за прочтение. Надеюсь, моя статья вам поможет. Пожалуйста, оставьте комментарий ниже. Вы также можете связаться с онлайн-представителем EPIC Powder. Зельда для любых дальнейших запросов».
— Эмили Чен Инженер
