تحليل توزيع حجم جسيمات المسحوق الخزفي بناءً على حيود الليزر

(ميكرومتر) أثناء معالجة مسحوق السيراميك، تختلف توزيعات حجم الجسيمات للمسحوق والطين والحبيبات، والتي من الضروري مراقبتها. في هذه المذكرة، تم قياس ثلاثة أشكال من أكسيد الألومنيوم، وهي المسحوق والطين والحبيبات باستخدام Bettersizer ST. وتم إثبات التكرار المتميز من خلال قياس عينة الحبيبات.

 

                        

المنتج	Bettersizer ST
الصناعة	سيراميك
العينة	أكسيد الألومنيوم
نوع القياس	حجم الجسيمات
تقنية القياس	حيود الليزر

 

 

الانتقال إلى قسم

 

 
• الملخص
 
• أهمية توزيع حجم الجسيمات في صناعة السيراميك
 
• شريك جدير بالاهتمام لمراقبة الجودة
 
• قياس توزيع حجم الجسيمات
 
• نتائج قابلة للتكرار مقدمة من Bettersizer ST
 
• الخاتمة
 
• المرجع
 

 

 

---

 

الملخص

 

يُستخدم مسحوق السيراميك على نطاق واسع في مختلف مجالات التطبيق، حيث يؤثر توزيع حجم الجسيمات بشكل كبير على أداء المنتج. تقدم هذه المذكرة التطبيقية أهمية توزيع حجم الجسيمات في صناعة السيراميك. وقد تم إجراء قياسات لحجم جسيمات مسحوق السيراميك حيث تم إثبات الدقة العالية والتكرار الجيد لمحلل حجم الجسيمات.

 

 

أهمية توزيع حجم الجسيمات في صناعة السيراميك

 

منذ العصور القديمة (26,400 قبل الميلاد)، صُنع أول تمثال خزفي من الطين في برنو في جمهورية التشيك. وظهرت الأمثلة الأولى من الفخار في شرق آسيا بعد ذلك بعدة 10 آلاف سنة (16,400 قبل الميلاد) في كهف شيانريندونغ في الصين. وكان اختراع العجلة، في عام 1900 قبل الميلاد على يد السومريين في بلاد ما بين النهرين، من أولى الإنجازات في صناعة الخزف. وفي السنوات الأخيرة، تم استخدام طلاء السيراميك الحديث على هياكل السيارات، واكتسبت معالجة السيراميك حيوية جديدة من تكنولوجيا النانو، مما سمح للمصنعين بإدخال مواد ومنتجات ذات خصائص غير تقليدية، مثل السيراميك الشفاف، والسيراميك المطاطي، والعظام مفرطة المرونة، والمكثفات المجهرية. وتلعب كل هذه الاختراعات دورًا مهمًا في المجتمع وساعدت على نمو حصة السوق العالمية للسيراميك التي بلغت 133.20 مليار دولار أمريكي في عام 2018، ومن المتوقع أن تصل إلى 243.12 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2026. يتأثر أداء منتجات السيراميك إلى حد كبير بالعديد من العوامل مثل درجة حرارة التلبيد والوقت ودرجة التشتت أو توزيع حجم الجسيمات لمسحوق السيراميك.

 

 

يعد التحكم في توزيع حجم الجسيمات لمسحوق السيراميك أمرًا بالغ الأهمية في العديد من التطبيقات، على سبيل المثال، يعد تقليل حجم الجسيمات والتشتت المتحكم فيه ضروريًا في مجال المواد الإلكترونية لتحسين الخواص الكهربائية.^[1] تُعد معرفة توزيع حجم الجسيمات متطلبًا رئيسيًا في تصنيع مكونات السيراميك وهو أمر حيوي للوقاية من الميكروفويدات الهيكلية الدقيقة. وبشكل عام، يعد التحكم في حجم جسيمات المسحوق أمرًا بالغ الأهمية لصناعة السيراميك.

 

 

 

شريك جدير بالاهتمام لمراقبة الجودة الخاصة بك

 

يُعد Bettersizer ST محلل حجم الجسيمات الرائد في مختبرات مراقبة الجودة في جميع أنحاء العالم. وهو مزود بنظام تشتت رطب مدمج فعال يوفر لجهاز Bettersizer ST تصميمًا متينًا ومدمجًا.

 

 

ويتمتع بميزة إضافية تتمثل في قدرته على إنتاج قياسات سريعة لمراقبة الجودة تساعد ولا تعيق عملية التصنيع. تضمن وظيفة SOP أن تكون القياسات سريعة وسهلة لتوفير نتائج دقيقة وقابلة للتكرار. وأخيرًا وليس آخرًا، توفر الصيانة الاقتصادية والبسيطة للمستخدم جهاز تحليل حجم الجسيمات الفعال من حيث التكلفة بتكاليف تشغيل منخفضة للغاية.

 

 

قياس توزيع حجم الجسيمات

 

مع تطور التكنولوجيا، يمكن تطبيق تقنيات مختلفة لقياس حجم الجسيمات، ومن بينها تقنية حيود الليزر التي يستخدمها جهاز Bettersizer ST، وهي أفضل خيار لقياس توزيع حجم الجسيمات للمواد الخزفية وكذلك للكشف عن الجسيمات الخشنة/الحبيبية في توزيع دقيق في الغالب. يعد أكسيد الألومنيوم مثالاً جيدًا على المواد الخزفية ويأتي في الأشكال التالية - المسحوق والكريات والكريات والكريات الصغيرة والأهداف الرذاذية والجسيمات النانوية. في هذه الملاحظة، تم قياس توزيع حجم الجسيمات لمسحوق أكسيد الألومنيوم والطين والحبيبات المشتراة تجاريًا باستخدام Bettersizer ST. يتم تصنيع ملاط أكسيد الألومنيوم من خلال الطحن الرطب للمواد الخام. في وجود مجفف الرذاذ، يمكن إنتاج الحبيبات من الملاط، ويمكن اعتبارها تكتلًا للمسحوق. وتظهر نتائج قياسات المسحوق والطين والحبيبات أدناه في الشكل 1.

 

 

وكما هو متوقع، فإن توزيع حجم الجسيمات للحبيبات أكبر من توزيع حجم المسحوق والطين. إن توزيع حجم الجسيمات للمسحوق والطين متشابه جدًا ولكن يمكن التمييز بين هاتين العينتين على الرسم البياني للمقارنة الموضح في الشكل 1، حيث إن المسحوق أكثر خشونة قليلاً مما يدل على الدقة العالية لجهاز Bettersizer ST. يمكن تحقيق قياسات سريعة ودقيقة لعينات المعالجة المختلفة أثناء التصنيع بسهولة باستخدام Bettersizer ST، وبالتالي يمكن ضمان جودة المنتج.

 

 

نتائج قابلة للتكرار مقدمة من Bettersizer ST

 

أثناء التصنيع، يلزم وجود توزيع معين لحجم الجسيمات الخاص بالتطبيق للمسحوق الحبيبي. وقد تم الحصول على عينة من حبيبات أكسيد الألومنيوم وقياسها خمس مرات باستخدام Bettersizer ST، وترد أدناه توزيعات حجم الجسيمات D10 وD50 وD90 في الشكل 2 والجدول 1 على التوالي.

 

 

يشير التداخل المثالي تقريبًا لمنحنيات توزيع حجم الجسيمات الخمسة والتكرار المحسوب الممتاز إلى أن Bettersizer ST قادر على تقديم نتائج قابلة للتكرار يمكنك الوثوق بها.

 

 

الشكل 1: الشكل 1: توزيعات حجم الجسيمات للمسحوق والطين وحبيبات الألومينا المقاسة باستخدام Bettersizer ST

 

 

الشكل 2: توزيع حجم الجسيمات لخمسة قياسات للحبيبات

 

                                              

العينة	D10 (ميكرومتر)	D50 (ميكرومتر)	D90 (ميكرومتر)
الحبيبات 1-1	75.18	146.6	270.7
الحبيبات 1-2	75.99	148.4	273.6
الحبيبات 1-3	76.12	148.9	274.2
الحبيبات 1-4	75.48	148.1	273.2
الحبيبات 1-5	76.38	149.1	274.2
التكرار	0.65%	0.67%	0.53%

 

الجدول 1: مقارنة بين D10 وD50 وD90 لخمسة قياسات للحبيبات وقابلية التكرار المقابلة

 

 

 

 

الخاتمة

 

تم قياس ثلاثة أشكال من أكسيد الألومنيوم، وهي المسحوق والطين والحبيبات باستخدام Bettersizer ST. تم إثبات التكرار المتميز من خلال قياسات أصعب هذه العينات - عينة الحبيبات. وبالتالي، يمكن أن يكون جهاز Bettersizer ST شريكًا قيمًا لمراقبة جودة المنتج من منظور الدقة والتكرار.

 

 

المرجع

 

[1] ديب شيشتر (8 سبتمبر 2015). تقليل حجم الجسيمات وتوزيعها في صناعة السيراميك. الرابط

 

 

 

نبذة عن المؤلف

        

وينجيان تشو مهندس تطبيقات في شركة بيترسايز إنسترومنتس

 

 

        

هل تريد الحصول على مواد سيراميك عالية الأداء؟ استكشف مجموعتنا من ملاحظات تطبيق السيراميك الخمسة التي صممها مختبر أبحاث Bettersize.   تنزيل مجاني