超微粉末 マイクロメートルからナノメートルスケールまでの粒子サイズを持つ材料群を指します。現在、現代のハイテク新素材における非金属鉱物粉末の広範な応用は、その独自の機能特性に基づいています。ほとんどの非金属鉱物粉末の機能性能は、 非金属鉱物 大きく依存している 粒子サイズ, 、粒子サイズ分布、および粒子の形態。.
たとえば、ポリマーベースの複合材料の強化および増強効果、ならびにセラミック材料の強度と靭性は、粒子の特性に大きく影響されます。.
同様に、製紙業における隠蔽力と着色力も コーティング 顔料の性能は粒子サイズと形態に依存します。さらに、粉体の電気的、磁気的、光学的特性、マイクロ波吸収・遮蔽性能、触媒活性、吸着挙動、レオロジー特性、抗菌効果、脱色能、接着性能などは、粒子サイズ、粒度分布、粒子形状と密接に関連しています。.
超微粉体は比表面積が大きく表面活性が高いため、 化学薬品 反応速度が速く、焼結温度が低いにもかかわらず、高い焼結体強度を維持します。さらに、優れた充填・補強性能と高い隠蔽力により、その優れた物理的・化学的特性が実現されています。そのため、多くの用途分野では、非金属鉱物原料を微粒子、超微粒子、あるいはサブミクロン粒子サイズに加工することが求められています。.
鉱物処理業界における現在のコンセンサスによれば、超微粉とは、30μm未満の粒子が100%個含まれる粉体と定義されています。粒子サイズに基づいて、超微粉はミクロンスケール（1～30μm）、サブミクロンスケール（0.1～1μm）、ナノスケール（0.001～0.1μm）の3つのカテゴリーに分類されます。超微粉非金属鉱物は、光学特性、磁気特性、音響特性、電気特性、機械特性において顕著な利点を示し、医薬品、化学薬品、電子工学、エネルギーなどの産業で広く利用されています。.
超微細非金属鉱物粉末の加工
超微粉末の製造方法は数多く存在します。生成媒体の違いにより、気相法、液相法、固相法の3つに分類できます。気相法には、高周波誘導加熱法やプラズマ合成法などが挙げられ、高純度、小粒径、狭い粒度分布、均一な形態を有する超微粉末の製造に適しています。液相法には、主に化学還元法、ゾルゲル法、超音波霧化法、水熱合成法などがあります。固相法は、主に機械粉砕法に基づいています。.
超微粉の製造原理の観点から、化学的方法と物理的方法に分けられます。化学的方法は、イオンまたは原子の核生成と成長を伴う化学反応によって超微粉を生成します。化学的方法の利点は、高純度、小粒径、狭い粒度分布、良好な粒子形態などですが、収率が低く、コストが高く、プロセスが複雑であるという欠点があります。物理的方法は、機械力を用いて材料を粉砕するため、コストが低く、プロセスが単純で、生産能力が高く、大規模な工業生産に適しているという利点があります。さらに、粉砕中に生じる機械的・化学的効果により、粉体の活性を高めることができます。.
現在、超微粒非金属鉱物粉末の工業的処理は、物理的方法が主流となっています。一般的に、製造プロセスは粉砕と分級という2つの主要なステップで構成されます。まず、原料を超微粒粉砕装置に投入します。粒子構造の違いにより、粉砕中に粒子に作用する力は不均一です。その結果、生成される微粒子のサイズと形状は異なり、目標粒子径要件を満たす粒子は一部に限られます。実際の製造では、所望の微粒子度を達成するために、粉砕時間を延長することがよくあります。しかし、この方法はエネルギー消費量を増加させ、過剰粉砕につながる可能性もあります。そのため、適時に適切な微粒子を分離することが不可欠です。このため、超微粒分級技術は超微粒粉末製造の重要な要素となっています。.
超微粉砕装置の研究の現状
インパクトミル
インパクトミルは、水平軸または垂直軸の周りを高速回転する要素（ロッド、ハンマー、ブレードなど）を使用して、材料に強力な衝撃とせん断力を発生させます。粒子は、チャンバー壁、固定部品、および他の粒子との衝突によって粉砕されます。これらのミルは、タルク、大理石、方解石などの中硬質材料の粉砕に適しています。典型的な供給粒子径は8 mm未満で、製品の粒子径は3～74 μmです。.
ジェットミル
ジェットミルは、ノズルを通して圧縮空気を加速させることで動作します。高速ジェットが粉砕室内の粒子を巻き込みます。粒子は互いに衝突、摩擦、せん断することで、粒子サイズを縮小します。ジェットミルは、中硬度以下の非金属鉱物の超微粉砕に広く使用されています。代表的な材料としては、大理石、カオリン、タルクなどがあります。また、健康食品、希土類元素、化学原料にも使用されています。投入粒子径は通常1mm未満です。最終的な粒子径は通常1～30μmです。ただし、生産能力は比較的限られています。.
ジェットミルは高度な自動化を特徴としており、良好で安定した品質の粉末を製造できます。しかし、いくつかの欠点も存在します。設備コストが高く、設置面積が大きいこと、エネルギー消費量が比較的多いこと、極めて微細な製品の生産量に限界があること、部品の摩耗が著しくなる可能性があることなどが挙げられます。.
一部のモデルは、十分な独自のイノベーションを欠いています。ジェットミルは、中国で最も研究されている超微粉砕装置の一つです。その技術は比較的成熟しており、その結果、市場で広く受け入れられています。構造と動作の違いに基づいて、ジェットミルはいくつかのタイプに分類できます。これには、フラット（水平ディスク）ジェットミルと循環管式ジェットミルが含まれます。さらに、対向型ジェットミル、ターゲット型ジェットミル、流動層ジェットミルも含まれます。.
ボールミル
ボールミルは、主に撹拌軸の回転によって、粉砕媒体（スチールボール、ジルコニアボール、セラミックボール、コランダムボール、またはペブル）と粉砕室内の材料を撹拌します。非金属鉱物の深絞り加工や顔料製造に広く使用されています。原料粒子径は通常3mm未満で、生成物粒子径は0.1～45μmです。.
リングローラーミル
リングローラーミルは、基本的に小型から中型の超微粉砕装置です。継続的な開発により、その適用範囲は拡大し、その利点はますます顕著になっています。比較的簡単なプロセス操作、高い粉砕比、低い単位エネルギー消費量を特徴としており、現代の省エネおよび環境保護の要件を満たしています。非金属鉱物粉末処理において、投入サイズは通常20mm未満であり、内部の分級装置により、規格に応じて製品の粒度を柔軟に調整できます。.
粉体処理産業がどのように発展しようとも、機械粉砕は超微細非金属鉱物粉末を製造するための主要な方法であり続けます。「良い仕事をするためには、まず道具を研ぐ必要がある」ということわざの通りです。今後は、基礎理論研究を強化し、技術投資を増やし、既存設備をベースにプロセスフローを最適化し、イノベーション能力を高め、高い技術力、グリーン経済、低エネルギー消費、低排出、高付加価値を特徴とする超微細粉砕装置を開発することが不可欠です。.
現在の状況 超微粒分級装置 研究
超微粉分級は、媒体中の粒子に作用する遠心力、重力、慣性などの力の差を利用して、異なるサイズの粒子を異なる軌道に沿って分離し、個別に収集します。.
超微分級は、使用する媒体によって乾式法と湿式法に分けられます。湿式分級は分散媒体として液体を使用するため、分級精度が高く均一性に優れています。しかし、乾燥や廃水処理といった後工程が、その発展を制限しています。.
乾式分級装置は、分級原理に基づいて、慣性分級機、ジェット分級機、遠心分級機の 3 種類に分けられます。.
- 慣性分級機は、加えられた力による慣性の違いに基づいて粒子を分離します。.
- ジェット分類器は、コアンダ効果、慣性分類、および高速分類の原理を組み合わせたものです。.
- 遠心分級機は、重力場よりもはるかに強い遠心力場を発生させるため、最も広く開発されています。流れ場の特性に応じて、強制渦型と自由渦型（または準自由渦型）に分類されます。.
乾式分級は大気汚染を引き起こす可能性があり、一般的に分級効率が低いものの、媒体として空気を使用するため、運転コストが低く、乾燥や再分散が不要で、よりシンプルでエネルギー効率の高いプロセスであるため、粉体調製に広く応用されています。.
現在、タービン式空気分級機は工業生産において最も広く利用されています。分級ホイールの設置方向により、垂直ホイール型と水平ホイール型に分けられます。今後の研究の方向性は、主に分級流れ場の制御、分離プロセスの最適化、そして混合流状態に基づく連成分級の開発に焦点を当てています。.
結論：超微粉体処理ソリューション エピックパウダー
Epic Powderは、超微粉体処理を専門とするメーカーです。超微粉粉砕、精密空気分級、粉体表面改質のための統合ソリューションを提供しています。設備ポートフォリオには、ジェットミルや ボールミル分級システム。リングローラーミルと高効率タービンエア分級機もご用意しています。これらのシステムは、粒度分布の精密な制御を可能にします。.
これらは製品品質の安定化を保証し、エネルギー消費を効果的に最適化します。Epic Powderは、粉砕技術と空気分級技術の継続的な革新を通じて、高付加価値鉱物の利用を支援しています。また、高度な機能性粉体材料の開発も推進しています。これらの材料は、プラスチック、コーティング、セラミック、エレクトロニクス、そして新興ハイテク産業に貢献しています。.
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— 投稿者 エミリー・チェン