Análise da distribuição do tamanho das partículas de pó cerâmico com base na difração a laser
2021-09-10Application Note
(μm)Durante o processamento de pó cerâmico, as distribuições de tamanho de partícula do pó, da pasta e do grânulo são diferentes e precisam ser monitoradas. Nesta nota, três formas de óxido de alumínio, a saber, pó, pasta e grânulo, foram medidas com o Bettersizer ST. E a excelente repetibilidade foi demonstrada por meio da medição de uma amostra de grânulos.
| Produtos | Bettersizer ST |
| Indústria | Cerâmica |
| Amostra | Óxido de alumínio |
| Tipo de medição | Tamanho da partícula |
| Tecnologia de medição | Difração a laser |
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- Resumo
- A importância da distribuição do tamanho das partículas na indústria cerâmica
- Parceiro valioso para o seu controle de qualidade
- Medição da distribuição do tamanho das partículas
- Resultados repetíveis fornecidos pelo Bettersizer ST
- Conclusão
- Referência
Resumo
O pó cerâmico é amplamente utilizado em várias áreas de aplicação, cuja distribuição de tamanho de partícula afeta muito o desempenho do produto. Esta nota de aplicação apresenta a importância da distribuição do tamanho das partículas no setor de cerâmica. Foram realizadas medições do tamanho de partículas de pó cerâmico, nas quais foram demonstradas a alta resolução e a boa repetibilidade do analisador de tamanho de partículas.
A importância da distribuição do tamanho de partículas no setor de cerâmica
Desde os tempos antigos (26.400 a.C.), a primeira estátua de cerâmica foi feita de argila em Brno, na República Tcheca. Os primeiros exemplos de cerâmica apareceram no leste da Ásia 10 mil anos depois (16.400 a.C.) na caverna Xianrendong, na China. Um dos primeiros avanços na fabricação de cerâmica foi a invenção da roda, em 1.900 a.C., pelos sumérios na Mesopotâmia. Nos últimos anos, foram aplicados revestimentos cerâmicos modernos em carrocerias de automóveis, o processamento de cerâmica ganhou novo vigor com a nanotecnologia, que está permitindo que os fabricantes introduzam materiais e produtos com propriedades não convencionais, como cerâmica transparente, cerâmica dúctil, ossos hiperelásticos e capacitores microscópicos. Todas essas invenções desempenham um papel importante na sociedade e ajudaram a aumentar a participação do mercado mundial de cerâmica de US$ 133,20 bilhões em 2018 e a projeção é que chegue a US$ 243,12 bilhões até 2026. O desempenho dos produtos cerâmicos é bastante afetado por muitos fatores, como temperatura e tempo de sinterização, grau de dispersão ou distribuição do tamanho das partículas do pó cerâmico.
O controle da distribuição do tamanho das partículas do pó cerâmico é crucial em muitas aplicações, por exemplo, a redução do tamanho das partículas e a dispersão controlada são necessárias na área de materiais eletrônicos para melhorar as propriedades elétricas.[1] O conhecimento da distribuição do tamanho das partículas é um requisito importante na fabricação de componentes cerâmicos e é vital para a prevenção de microvazios estruturais. Em geral, o controle do tamanho das partículas de pó é absolutamente essencial para o setor de cerâmica.
Parceiro valioso para o seu controle de qualidade
O Bettersizer ST é um analisador de tamanho de partículas líder em laboratórios de controle de qualidade em todo o mundo. Ele possui um eficiente sistema de dispersão úmida integrado que proporciona ao Bettersizer ST um design robusto e compacto.
Ele tem o benefício adicional de poder produzir medições rápidas de controle de qualidade que auxiliam e não atrasam o processo de fabricação. Uma função SOP garante que as medições sejam rápidas e fáceis para fornecer resultados precisos e repetíveis. Por último, mas não menos importante, a manutenção econômica e simples oferece ao usuário um analisador de tamanho de partículas econômico com custos operacionais muito baixos.
Medição da distribuição do tamanho das partículas
Com o desenvolvimento da tecnologia, diferentes técnicas podem ser aplicadas para medir o tamanho das partículas, das quais a técnica de difração a laser usada pelo Bettersizer ST é a melhor opção para a medição da distribuição do tamanho das partículas de materiais cerâmicos e também para a detecção de partículas grossas/granuladas em uma distribuição predominantemente fina. O óxido de alumínio é um bom exemplo de material cerâmico e se apresenta nas seguintes formas: pó, pellets, ta blets, alvos de pulverização catódica e nanopartículas. Nesta nota, a distribuição do tamanho das partículas de pó, pasta e grânulos de óxido de alumínio adquiridos comercialmente foi medida com o Bettersizer ST. Uma pasta de óxido de alumínio é fabricada por meio da moagem úmida da matéria-prima. Na presença de um secador por pulverização, os grânulos podem ser produzidos a partir da pasta e podem ser considerados como um aglomerado do pó. Os resultados das medições do pó, da pasta e dos grânulos são mostrados abaixo na Figura 1.
Como é de se esperar, a distribuição do tamanho das partículas do grânulo é maior do que a do pó e da pasta. A distribuição de tamanho de partícula do pó e da pasta é muito semelhante, mas essas duas amostras podem ser distinguidas no gráfico de comparação mostrado na Figura 1, sendo o pó ligeiramente mais grosso, o que demonstra a alta resolução do Bettersizer ST. Medições rápidas e precisas de diferentes amostras de processo durante a fabricação podem ser facilmente obtidas com o Bettersizer ST e, portanto, a qualidade do produto pode ser garantida.
Resultados repetíveis fornecidos pelo Bettersizer ST
Durante a fabricação, uma determinada distribuição de tamanho de partícula específica da aplicação é necessária para o pó granular. Uma amostra foi obtida de grânulos de óxido de alumínio e medida cinco vezes com o Bettersizer ST, cujas distribuições de tamanho de partícula, valores D10, D50 e D90 são mostrados abaixo na Figura 2 e na Tabela 1, respectivamente.
A sobreposição quase perfeita das cinco curvas de distribuição de tamanho de partícula e as excelentes repetibilidades calculadas indicam que o Bettersizer ST é capaz de fornecer resultados repetíveis nos quais você pode confiar.
Figura 1: Distribuições de tamanho de partícula de pó, pasta e grânulo de alumina medidas com o Bettersizer ST
Figura 2: Distribuição de tamanho de partícula de cinco medições de grânulos
| Amostra | D10 (μm) | D50 (μm) | D90 (μm) |
| Grânulo 1-1 | 75.18 | 146.6 | 270.7 |
| Grânulo 1-2 | 75.99 | 148.4 | 273.6 |
| Grânulo 1-3 | 76.12 | 148.9 | 274.2 |
| Grânulo 1-4 | 75.48 | 148.1 | 273.2 |
| Grânulo 1-5 | 76.38 | 149.1 | 274.2 |
| Repetibilidade | 0.65% | 0.67% | 0.53% |
Tabela 1: Comparação de D10, D50 e D90 de cinco medições de grânulos e repetibilidades correspondentes
Conclusão
Três formas de óxido de alumínio, a saber, pó, pasta e grânulo, foram medidas com o Bettersizer ST. Repetibilidades excepcionais foram demonstradas pelas medições da mais difícil dessas amostras - a amostra de grânulos. Consequentemente, o Bettersizer ST pode ser um parceiro valioso para o controle de qualidade do produto, tanto do ponto de vista da precisão quanto da repetibilidade.
Referências
[1] Deb Shechter (8 de setembro de 2015). Particle Size Reduction & Distribution in the Ceramics Industry (Redução e distribuição do tamanho de partículas no setor de cerâmica). Link
Sobre o autor
 | Wenjian Zhou Engenheiro de Aplicação da Bettersize Instruments |
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