1. Contexte
Un fabricant mondial de matériaux basé à Dresde avait besoin d'un broyage ultrafin de silicium monocristallin Poudres d'une précision micrométrique avec une distribution granulométrique étroite. Le client approvisionne les industries des semi-conducteurs et du photovoltaïque, où un contrôle rigoureux des fractions de particules fines et grossières est essentiel. Les équipements de broyage conventionnels peinent souvent à atteindre ce niveau de contrôle de la distribution granulométrique.
Le matériau d'alimentation était de la poudre de silicium, environ 15 kg ayant été fournis pour les essais. La principale préoccupation du client était élimination des amendes particules. Des essais de broyage antérieurs avec d'autres technologies avaient laissé trop de fines résiduelles dans le produit.
2. Cibles de broyage
Deux spécifications de produit ont été définies, chacune exigeant une fenêtre PSD étroite et un rendement minimum de 80% :
| Paramètre | Cible 1 (Plus grossière) | Cible 2 (Plus fine) |
| D1 | 3 μm | 3 μm |
| J10 | 6 μm | 5 μm |
| D50 | 10–14 μm | 6–10 μm |
| D90 | 18–23 μm | 10–15 μm |
| D100 | < 40 μm | < 30 μm |
| Rendement cible | 80% | 80% |
La contrainte critique était le seuil de coupure des particules fines : D1 supérieur à 3 µm et D10 supérieur à 5–6 µm, ce qui excluait pratiquement toute présence de particules inférieures à 3 µm. Ceci excluait un simple broyage en une seule passe et nécessitait une classification intégrée.
3. Solution : Broyeur à jet d'air de laboratoire MQW03
Epic Powder a mené l'essai sur le MQW Broyeur à jet à lit fluidisé. La conception du lit fluidisé a été choisie en raison de son classificateur turbo intégré, Ce système ajuste la granulométrie en temps réel pendant le broyage. Les particules surdimensionnées sont renvoyées en continu vers la zone de broyage, tandis que les particules conformes aux spécifications sortent de la chambre. C'est ce qui permet d'obtenir une plage de granulométrie étroite, de D1 à D100.
Les principales caractéristiques du processus comprenaient :
- Roue de classification à grande vitesse pour éliminer nettement les particules surdimensionnées au-delà des limites D100
- Paramètres de flux d'air optimisés afin de minimiser le surbroyage et la génération de particules fines
- Classification multi-passes afin de garantir que les fines soient complètement séparées du flux de produits
4. Résultats
Après optimisation des paramètres de procédé, le broyeur à jet MQW a produit une poudre conforme aux deux spécifications cibles. La courbe PSD ci-dessous illustre la distribution étroite obtenue pour la cible 2 :
L'étendue mesurée était inférieure à 1,0, ce qui représente une distribution très étroite pour une poudre de silicium broyée par jet d'air. Le pic bimodal, souvent observé avec les matériaux broyés par impact, a complètement disparu, confirmant ainsi la séparation efficace des particules fines.
5. Conclusion
Cette étude de cas a démontré que le broyeur à jet à lit fluidisé Epic Powder MQW permet un broyage ultrafin à distribution granulométrique étroite du silicium monocristallin pour la chaîne d'approvisionnement des semi-conducteurs. Le classificateur intégré s'est avéré essentiel pour atteindre les objectifs D1 et D10 tout en maintenant un rendement de 80%.
Pour toute question concernant les solutions de broyage à jet pour le silicium, les matériaux de batteries ou d'autres applications de poudres, contactez notre équipe technique.
Paramètres techniques :
Matériel: silicium monocristallin
Équipement: Broyeur à jet à lit fluidisé de laboratoire MQW03 |
Industrie: Semiconducteurs / Matériaux avancés
Sortir: 59 kg/h
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