В керамике, как и во многих областях, развивающихся столетиями, есть небольшая путаница, связанная со старыми терминами и названиями, которые из-за удобства или привычки используются повсеместно, хотя их суть зачастую не очевидна.
Поговорим о размере частиц порошков, из которых состоит большинство «сырых» керамических материалов.
Для лучшего понимания размера частиц достаточно держать в голове, что тетрадная клетка имеет длину 5 мм, мелкая (но различимая глазом) песчинка (очень приблизительно) — 150-300 мкм, частица «шершавого» порошка — не меньше 100 мкм, «мягкий» порошок — мельче 50 мкм.
В простейшем случае все частицы (крупинки) порошка могут быть одинакового размера. Например, 1 мм в диаметре. Или в тысячу раз меньше — 1 мкм в диаметре. Подобная ситуация встречается крайне редко, так
как практического смысла в получении таких порошков мало, а получать такой порошок — дорого. Если в порошке будет смесь частиц всех размеров, с ней будет неудобно работать — смесь пыли и булыжников — это ужасно. Самый простой способ сделать порошок «приличным» — после измельчения какого-нибудь материала пропустить его через сито. Таким образом, все частицы порошка, прошедшие через конкретное сито будут меньше некоторого размера. Тут возникает понятие «меш»: «указывает на количество отверстий сетки на 1 линейный дюйм (25,4 мм)». Эта единица измерения появилась просто из-за особенностей производства сеток. Например, порошок - 200 меш. Это значит, что он проходит через сито (на) 200 меш и, соответственно, все частички этого порошка будут мельче 74 мкм в диаметре. При этом все они могут быть 70 мкм или 1 мкм, хотя обычно всё «честно» и разные порошки 200 меш будут содержать похожее соотношение частиц разных размеров. (кстати, вы всегда можете пощупать Кварцевая тонкомолотая мука, S-4617 ⇨ ). Из-за разных стандартов текстильной промышленности есть некоторые отличия при пересчёте меш в мкм, но обычно это не является серьёзной проблемой из-за близких значений. Также можно встретить «номер сетки» — по сути, то же самое, что и меш.
как практического смысла в получении таких порошков мало, а получать такой порошок — дорого. Если в порошке будет смесь частиц всех размеров, с ней будет неудобно работать — смесь пыли и булыжников — это ужасно. Самый простой способ сделать порошок «приличным» — после измельчения какого-нибудь материала пропустить его через сито. Таким образом, все частицы порошка, прошедшие через конкретное сито будут меньше некоторого размера. Тут возникает понятие «меш»: «указывает на количество отверстий сетки на 1 линейный дюйм (25,4 мм)». Эта единица измерения появилась просто из-за особенностей производства сеток. Например, порошок - 200 меш. Это значит, что он проходит через сито (на) 200 меш и, соответственно, все частички этого порошка будут мельче 74 мкм в диаметре. При этом все они могут быть 70 мкм или 1 мкм, хотя обычно всё «честно» и разные порошки 200 меш будут содержать похожее соотношение частиц разных размеров. (кстати, вы всегда можете пощупать Кварцевая тонкомолотая мука, S-4617 ⇨ ). Из-за разных стандартов текстильной промышленности есть некоторые отличия при пересчёте меш в мкм, но обычно это не является серьёзной проблемой из-за близких значений. Также можно встретить «номер сетки» — по сути, то же самое, что и меш. При создании абразивных материалов наличие частиц меньше некоторого диаметра нежелательно, так как они просто «не будут работать» при шлифовке. Поэтому часто можно встретить описание размера частиц типа «F360» — это зернистость порошка. (от FEPA – Федерация Европейских Производителей Абразивных изделий). F360 значит, что частицы будут от 29.2 до 22.8 микрометров. (пощупать F360 можно Карбид кремния 20 мкм, S-4778-01 ⇨ ). Таким образом, когда вы видите обозначение F200 или F, это значит, что порошок более однороден по размеру частиц.
Для более полного описания порошков используются и другие характеристики:
- D10 - диаметр, определяющий границу, ниже которой находиться 10 % частиц
- D50 - диаметр, определяющий границу, ниже которой находиться 50 % частиц (средний диаметр частиц)
- D90- диаметр, определяющий границу, ниже которой находиться 90 % частиц
- Распределение частиц по размерам - логарифмически нормальное
Например, Циркон микронный, S-4595 ⇨ имеет характеристику d50 1,3-1,5 мкм. Значит, половина частиц микронного циркона имеет диаметр меньший, чем 1,5 мкм.
Есть и более сложные модели описания порошков, ведь частицы могут быть не только сферическими, но и вытянутыми, плоскими и тд, но для большинства задач это неоправданно сложно.
Большинство глазурей мелят до 200-270 меш. Более тонкий помол приводит к сборке, более грубый — к неоднородностям и проблемам с нанесением. Кстати, именно из-за очень тонкого помола значительные количества циркона в глазури провоцирую сборку полученной белой эмали. Но циркон более грубого помола не так эффективно заглушает глазурь. Незначительные количества добавок в глазурь можно использовать практически любого размера (наночастицы, конечно, даже в небольшом количестве по весу провоцируют сборку заметно), в то время как большинство пигментов, которых зачастую необходимо добавлять много, имеют размер приблизительно от 15-20 до 50-60 мкм.
Более тонкий помол литейного шликера увеличивает его густоту, но также увеличивает его вязкость и усадку при сушке и в обжиге. Таким образом, если нужно «отощить» литейную массу, не стоит использовать слишком тонкие (мелкие) порошки, они, наоборот, могут его загустить.
Автор: химик-технолог Виктор Акинфиев.