입자의 크기를 "입자 크기"입자 크기" 또는 "직경"이라고도 합니다. 입자의 물리적 거동이 구형 입자의 물리적 거동과 일치할 때, 구형 입자의 직경을 등가 입자 크기라고 합니다. 이는 물리적 특성이나 거동을 비교할 때 적용됩니다. 구형이 아닌 입자의 경우, 크기는 측정 방법에 따라 달라집니다. 이 경우, 입자 크기는 단지 "등가"일 뿐입니다. 측정 기준과 사용된 통계량에 따라 달라집니다. 분말 입자 크기는 재료 성능을 측정하는 중요한 매개변수 중 하나이며, 유동성, 분산성 및 반응성에 직접적인 영향을 미칩니다. 초미세 분쇄기 입자를 마이크로미터 또는 나노미터 수준까지 미세화할 수 있어 첨단 응용 분야의 엄격한 입자 크기 요구 사항을 충족합니다.
총 분말량에서 서로 다른 입자 크기 간격을 갖는 입자의 백분율(또는 누적 백분율)을 빈도 입자 크기 분포(또는 누적 입자 크기 분포)라고 합니다. 세로축은 다양한 기준으로 계산된 입자 크기 조성이며, 개수, 길이, 면적, 부피의 백분율 또는 누적 백분율이 될 수 있습니다. 가로축은 다양한 기준으로 계산된 입자 크기 값입니다. D10, D50, D90은 분말의 균일성을 나타낼 수 있으며, 이는 분말의 누적 분포라고도 합니다.
디50
D50은 중간 입자 크기라고도 하며, 50% 누적 분포에서의 입자 크기를 나타냅니다. 이는 시료 내 입자 크기의 일반적인 값을 나타냅니다. 이는 시료를 양에 따라 두 부분으로 나눕니다. 50% 입자 중 일부는 이 크기보다 크고, 50% 입자 중 일부는 이 크기보다 작습니다. D50 = 5μm이면 입자의 절반은 5μm보다 크고, 나머지 절반은 5μm보다 작습니다. D50은 일반적으로 평균 입자 크기를 나타내는 데 사용됩니다.
디90
D90은 90% 누적 분포에서의 입자 크기를 나타냅니다. 이는 90% 입자 중 이 크기보다 작은 입자가 있음을 의미합니다. D90은 분말의 조대 크기를 나타냅니다. 이는 분말 생산 및 사용에 있어 중요한 지표입니다. 일부 산업에서는 D95 또는 D97을 대체 물질로 사용합니다. 이들의 물리적 의미는 D90과 유사합니다.
디10
D10은 누적 분포 10%에서의 입자 크기를 나타냅니다. 이는 10%의 입자 중 이 크기보다 작은 입자가 10%임을 의미합니다. 입자 크기 분포에서 D90의 반대 개념입니다. D10, D50, D90은 여러 응용 분야에서 중요합니다. 제약 분야에서는 약물의 효능 및 부작용과 관련이 있으며, 환경 분야에서는 대기 및 수질 모니터링에 사용됩니다.
분말 장비 선정 및 입자 크기 제어
이상적인 입자 크기 분포를 얻으려면 적합한 초미분쇄기를 선택하고 매개변수를 정밀하게 제어해야 합니다.
기계식 밀(볼밀, 롤러 밀 등)
- 중간-경도 및 고강도 소재에 적용 가능합니다.
- 입자 크기는 볼 직경, 볼과 재료의 비율, 회전 속도, 시간 등의 매개변수를 조정하여 제어할 수 있습니다.
- 장점: 장비가 성숙되어 있고 적용 범위가 넓습니다.
- 주의사항: 과도한 분쇄는 입자 크기의 불균일성, 비표면적의 증가, 재료 구조의 손상으로 이어질 수 있습니다.
- 사례: 시멘트 공장에서 볼밀 속도를 임계 속도인 60%에서 72%로 증가시켰습니다. 클링커 D50은 45μm에서 32μm로 감소했습니다. 비표면적은 15%만큼 증가했고, 조기 강도 준수율은 20%만큼 증가했습니다.
에어젯 밀
흑연, 금속 산화물 등 입자 크기 제어 및 온도 민감성에 대한 높은 요구 사항이 있는 재료에 적합합니다.
- 고속 공기 흐름에 의해 생성되는 전단 및 충돌 에너지를 이용하여 초미세 분쇄를 실현합니다.
- 매개변수 제어: 공기압, 유량, 공급량, 분류 휠 속도.
- 장점: 제품 입자 크기 조절이 가능하고, 분말이 깨끗하며, 금속 오염이 없습니다.
- 사례: 흑연 음극재 회사는 분류기 휠 속도를 4,500rpm에서 6,000rpm으로 높였습니다. 흡입 압력은 0.8MPa로 안정화되었고, D90은 18±3μm에서 15±0.5μm로 안정화되었습니다. 배터리 레이트 성능은 12%를 통해 개선되었습니다.
분류 장비(공기 분류기, 사이클론 분류기)
- 분쇄 장비와 함께 사용하여 입자 크기를 정밀하게 분류합니다.
- 입자의 이동 궤적과 질량을 기반으로 정확한 분류가 가능합니다.
- 일반적으로 D50 및 D90 조절에 사용되어 다양한 하류 애플리케이션 요구 사항을 충족합니다.
결론
분말 산업이 미세화 및 기능성 향상으로 발전함에 따라, 입자 크기 분포 제어는 소재 특성 조정의 핵심 기술이 되고 있습니다. 초미분 분쇄기의 과학적인 선정과 정밀하게 설계된 분쇄 및 분급 공정은 제품 품질을 보장하고 경쟁력을 강화하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 앞으로 스마트 제조 및 자동화가 증가함에 따라, 입자 크기 분포와 분말 장비의 효율적인 최적화는 소재 산업을 한 단계 더 발전시킬 것입니다.
에픽 파우더
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