Analyse de la distribution de la taille des particules de poudre céramique basée sur la diffraction laser
2021-09-10Application Note
(μm)Lors du traitement des poudres céramiques, les distributions granulométriques de la poudre, de la boue et du granulé sont différentes et doivent être surveillées. Dans cette note, trois formes d'oxyde d'aluminium, à savoir la poudre, la suspension et le granulé, ont été mesurées avec le Bettersizer ST. Une répétabilité exceptionnelle a été démontrée lors de la mesure d'un échantillon de granulés.
| Produit | Bettersizer ST |
| Industrie | Céramique |
| Échantillon | Oxyde d'aluminium |
| Type de mesure | Taille des particules |
| Technologie de mesure | Diffraction laser |
Aller à une section :
- Résumé
- L'importance de la distribution de la taille des particules dans l'industrie de la céramique
- Un partenaire précieux pour le contrôle de la qualité
- Mesure de la distribution de la taille des particules
- Résultats répétables fournis par le Bettersizer ST
- Conclusion
- Référence
Résumé
La poudre céramique est largement utilisée dans divers domaines d'application, et la distribution de la taille des particules affecte grandement les performances du produit. Cette note d'application présente l'importance de la distribution de la taille des particules dans l'industrie de la céramique. Des mesures de la taille des particules de poudre céramique ont été effectuées et la haute résolution et la bonne répétabilité de l'analyseur de taille de particules ont été démontrées.
L'importance de la distribution de la taille des particules dans l'industrie céramique
Dès l'Antiquité (26 400 av. J.-C.), la première statue en céramique a été fabriquée à partir d'argile à Brno, en République tchèque. Les premiers exemples de poterie sont apparus en Asie orientale plusieurs dizaines de milliers d'années plus tard (16 400 av. J.-C.) dans la grotte de Xianrendong en Chine. L'une des premières percées dans la fabrication de la céramique a été l'invention de la roue, en 1 900 avant J.-C., par les Sumériens en Mésopotamie. Ces dernières années, des revêtements céramiques modernes ont été appliqués aux carrosseries des voitures. Le traitement de la céramique a pris un nouvel élan grâce aux nanotechnologies, qui permettent aux fabricants d'introduire des matériaux et des produits aux propriétés non conventionnelles, tels que les céramiques transparentes, les céramiques ductiles, les os hyperélastiques et les condensateurs microscopiques. Toutes ces inventions jouent un rôle important dans la société et ont contribué à la croissance du marché mondial de la céramique, qui représentait 133,20 milliards de dollars en 2018 et devrait atteindre 243,12 milliards de dollars d'ici à 2026. La performance des produits céramiques est fortement influencée par de nombreux facteurs tels que la température et le temps de frittage, le degré de dispersion ou la distribution de la taille des particules de la poudre céramique.
Le contrôle de la distribution de la taille des particules de poudre céramique est crucial dans de nombreuses applications, par exemple, la réduction de la taille des particules et le contrôle de la dispersion sont nécessaires dans le domaine des matériaux électroniques pour améliorer les propriétés électriques.[1] La connaissance de la distribution de la taille des particules est une exigence majeure dans la fabrication des composants céramiques et est vitale pour la prévention des microvides structurels. En général, le contrôle de la taille des particules de poudre est absolument essentiel pour l'industrie de la céramique.
Un partenaire précieux pour le contrôle de la qualité
Le Bettersizer ST est un analyseur de taille de particules de premier plan dans les laboratoires de contrôle de la qualité du monde entier. Il est doté d'un système de dispersion humide intégré efficace qui lui confère une conception robuste et compacte.
Il présente l'avantage supplémentaire de pouvoir produire rapidement des mesures de contrôle de la qualité qui facilitent et n'entravent pas le processus de fabrication. Une fonction SOP garantit que les mesures sont rapides et faciles à réaliser pour obtenir des résultats précis et reproductibles. Enfin, une maintenance simple et économique permet à l'utilisateur de disposer d'un analyseur de taille de particules rentable, avec des coûts d'exploitation très faibles.
Mesure de la distribution de la taille des particules
Avec le développement de la technologie, différentes techniques peuvent être appliquées pour mesurer la taille des particules, parmi lesquelles la technique de diffraction laser utilisée par le Bettersizer ST est le meilleur choix pour mesurer la distribution de la taille des particules des matériaux céramiques, mais aussi pour détecter les particules grossières/granuleuses dans une distribution essentiellement fine. L'oxyde d'aluminium est un bon exemple de matériau céramique et se présente sous les formes suivantes : poudre, granulés, plaquettes, cibles de pulvérisation et nanoparticules. Dans cette note, la distribution granulométrique de la poudre, de la boue et des granulés d'oxyde d'aluminium achetés dans le commerce a été mesurée à l'aide du Bettersizer ST. Une suspension d'oxyde d'aluminium est fabriquée par broyage humide de la matière première. En présence d'un sécheur par pulvérisation, des granulés peuvent être produits à partir de la suspension, et ils peuvent être considérés comme un agglomérat de la poudre. Les résultats des mesures de la poudre, de la suspension et des granulés sont présentés ci-dessous dans la figure 1.
Comme on peut s'y attendre, la distribution de la taille des particules du granulé est plus importante que celle de la poudre et de la suspension. La distribution granulométrique de la poudre et de la suspension est très similaire, mais ces deux échantillons peuvent être distingués sur le graphique de comparaison de la figure 1, la poudre étant légèrement plus grossière, ce qui démontre la haute résolution du Bettersizer ST. Le Bettersizer ST permet d'effectuer facilement des mesures rapides et précises de différents échantillons de processus pendant la fabrication, ce qui permet de garantir la qualité du produit.
Résultats répétables fournis par le Bettersizer ST
Au cours de la fabrication, une certaine distribution granulométrique spécifique à l'application est requise pour la poudre granulaire. Un échantillon de granulés d'oxyde d'aluminium a été prélevé et mesuré cinq fois avec le Bettersizer ST, dont les distributions granulométriques, les valeurs D10, D50 et D90 sont indiquées ci-dessous dans la figure 2 et le tableau 1, respectivement.
Le chevauchement presque parfait des cinq courbes de distribution de la taille des particules et les excellentes répétabilités calculées indiquent que le Bettersizer ST est capable de fournir des résultats répétables auxquels vous pouvez faire confiance.
Figure 1: Distribution granulométrique de la poudre, de la boue et du granulé d'alumine mesurée avec le Bettersizer ST
Figure 2: Distribution granulométrique de cinq mesures de granulés d'alumine.
| Échantillon | D10 (μm) | D50 (μm) | D90 (μm) |
| Granule 1-1 | 75.18 | 146.6 | 270.7 |
| Granule 1-2 | 75.99 | 148.4 | 273.6 |
| Granule 1-3 | 76.12 | 148.9 | 274.2 |
| Granules 1-4 | 75.48 | 148.1 | 273.2 |
| Granule 1-5 | 76.38 | 149.1 | 274.2 |
| Répétabilité | 0.65% | 0.67% | 0.53% |
Tableau 1: Comparaison de D10, D50 et D90 de cinq mesures de granulés et des répétabilités correspondantes
Conclusion
Trois formes d'oxyde d'aluminium, à savoir la poudre, la boue et le granulé, ont été mesurées avec le Bettersizer ST. Des répétabilités exceptionnelles ont été démontrées pour les mesures de l'échantillon le plus difficile de ces échantillons - l'échantillon de granule. Par conséquent, le Bettersizer ST peut être un partenaire précieux pour le contrôle de la qualité des produits, tant du point de vue de la précision que de la répétabilité.
Références
[1] Deb Shechter (8 septembre 2015). Réduction et distribution de la taille des particules dans l'industrie de la céramique. Lien
À propos de l'auteur
 | Wenjian Zhou Ingénieur d'application @ Bettersize Instruments |
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