超微粉粉砕 この技術は、世界中の科学者によって世紀を超えたハイテクと呼ばれています。改良後、材料の特性は大幅に変化します。光学的、電気的、磁気的、および機械的特性が影響を受けます。熱的、表面的、および界面的特性も変化します。使用中に並外れた効果が得られることもよくあります。
超微粉粉砕 通常、ミクロングレード、サブミクロングレード、ナノグレードの粉末に分類されます。国際科学界では通常、 超微粒子粉末 with a particle size greater than 1μm micron-grade powders. Powders with a particle size of 0.1-1μm (i.e. 100nm-1000nm) are called submicron-grade powders. Powders with a particle size of 0.001-0.1μm (i.e. 1nm-100nm) are called nano-grade powders (also known as nanomaterials). In a broad sense, nanomaterials refer to materials with at least one dimension in the nanometer size.
超微粉粉砕技術とは、上記超微粉の製造と使用および関連技術を指します。その研究内容には、超微粉製造技術、分類技術、分離技術、乾燥技術、輸送、混合・均質化技術、表面改質技術、粒子複合技術、検出技術、包装、貯蔵・輸送および応用技術、製造・貯蔵・輸送過程における安全技術などが含まれます。
超微粉末の特性
- 比表面積が非常に大きいです。粒子サイズが小さくなると、粒子あたりの原子の総数は減少します。粒子が小さくなると、表面の原子数は急速に増加します。比表面積が増加すると、表面エネルギーも増加します。
- Low melting point, unstable chemical properties.
- 凝集体を形成しやすい。粒子が小さく、表面エネルギーが大きいため、粒子は自動的に凝集してより大きな粒子を形成し、表面エネルギーを低下させる傾向があります。この特性により、超微粉末の製造が非常に困難になります。凝集を防ぐために、通常はポリマーまたは電解質イオンが保護剤として添加されます。
- 強い光吸収。バルク金属は可視光吸収が低く、反射率が強く、さまざまな光沢を呈します。しかし、金属ナノパウダーは可視光吸収が強く、反射率が低く、ほぼ黒色で、光吸収帯は青方偏移しています。
- ナノ粒子は、臨界サイズで超常磁性または高保磁力を示します。たとえば、α-鉄、Fe3O4、α-Fe2O3、Ni 粒子は、粒子サイズがそれぞれ 5 nm、16 nm、20 nm、15 nm のときに超常磁性になります。鉄ベースのナノ粒子は、バルク材料よりもはるかに強い磁性を持ちます。これらは超常磁性または高保磁力を示します。超微細鉄粉 (10 nm) は単一の磁区です。高密度磁気ストレージ デバイスのデータ ユニットとして機能します。
- 熱伝導性が良好。超微粉末は低温でも熱抵抗がほとんどなく、熱伝導性に優れています。
- 金属微粒子は導電性が急激に低下します。非金属微粒子は導電性が急激に上昇します。10～15 nm の銀微粒子は非導電性になります。15～20 nm の SiO₂ は導電性になります。
- 機械的特性が2倍になります。粒子サイズ6nmの銅の硬度は、バルク銅より500%高くなります。
超微粉砕プロセスを選択するには？
機械式超微粉砕は、粒子サイズ d97 ≤ 10μm をターゲットとします。乾式および湿式処理方法の両方が含まれます。
乾式超微粉砕プロセスは、硬くて脆い材料の超微粉砕プロセスとして広く使用されています。生産プロセスが短く、乾燥粉末を製造する際に後続の濾過、乾燥などの脱水プロセス設備は不要です。そのため、操作が簡単で、制御が容易で、投資が少なく、運用コストが低いという特徴があります。
湿式超微粉砕では、粉砕助剤として水を使用します。湿式粉砕は粉末の分散を助けます。水の高密度により、微分化が向上します。高効率、微細サイズ、狭い分布を実現します。乾燥粉末の製造には、ろ過および乾燥装置が必要です。乾燥粉末は凝集する可能性があるため、脱凝集が必要です。このプロセスには、より多くの装置が必要で、より複雑です。
超微粉粉砕装置の選び方は？
超微粉砕では、機器の選択が重要です。これは、硬度、密度、水分、供給サイズなどの材料特性に依存します。また、スループット、製品の細かさ、粒度分布によっても影響を受けます。純度、粒子の形状、プロセス設定も重要です。機器は、製品サイズ、容量、最大供給サイズの要件を満たす必要があります。
For bulk industrial mineral ultrafine powders, like heavy calcium carbonate, talc, kaolin, and wollastonite. Dry ultrafine grinding equipment should be prioritized due to their lower unit value. Wet ultrafine grinding equipment is suitable for fine grinding of various hardness materials.
エアジェットミル 超微粉粉砕機の主要機種の一つです。微細で高純度、高価値の材料に最適です。d97 = 3～5μmの粉末を製造できます。生産量は1時間あたり数十キログラムから数トンまであります。タルク、グラファイト、ウォラストナイト、カオリンなどの非金属鉱物に使用されます。また、研磨剤、化学薬品、顔料、医薬品、金属、希土類元素にも使用されます。
空気分級ミル 非金属鉱物業界で広く使用されています。石炭ベースのカオリン、方解石、大理石、チョーク、タルク、ステアタイトによく使用されます。また、超微粉砕で化学薬品や農薬にも使用されます。典型的な製品の細かさは、d97 = 10μm（1250メッシュ）に達します。高性能分級機を使用すると、d97 = 5〜7μmの製品を製造できます。
ボールミル are widely used for kaolin, heavy calcium carbonate, mica, and talc. They use balls or steel segments as grinding media. The product particle size distribution is generally wide. They are often used in closed-circuit grinding with classifiers. This ball mill-classifier dry closed-circuit process is used for ultrafine heavy calcium carbonate production. Feed size ≤5mm, with product fineness of d97 = 5–45μm.
の ターボミル 中国で開発された新しい乾式微粉・超微粉粉砕装置です。石灰石、方解石、大理石、タルク、珪灰石、カオリン、重晶石、石英、長石の粉砕に適しています。供給サイズ≤30mm、製品の細かさはd97 = 40〜10μm（400〜1250メッシュ）の間で調整可能です。
結論
適切な超微粉粉砕プロセスと装置を選択するための鍵は、材料の特性、生産要件、および製品仕様を徹底的に理解することです。粉砕効率、粒度分布、エネルギー消費、および装置のメンテナンスなどの要素を考慮することで、生産効率を向上させ、コストを削減し、製品の品質を確保するために最適なプロセスと装置を選択できます。
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