초미립분말 미크론에서 나노미터 크기의 입자 크기를 가진 물질을 지칭합니다. 광물 가공 업계의 합의에 따르면, 초미립 분말은 100% 입자 크기가 30μm 미만인 분말로 정의됩니다. 입자 크기에 따라 초미립 분말은 일반적으로 미크론 크기(1~30μm), 서브미크론 크기(1~0.1μm), 나노 크기(0.001~0.1μm)의 세 가지 범주로 나뉩니다. 초미립 분말의 급속한 발전과 함께 분말 제조 기술을 통해 입자 크기를 크게 줄일 수 있어 표면 효과, 미세 크기 효과, 양자 크기 효과, 거시적 양자 터널링 효과와 같은 고유한 특성을 나타낼 수 있습니다. 이러한 효과는 벌크 재료와 비교하여 열적, 광학적, 자기적, 화학적, 기계적 특성에 현저한 차이를 초래합니다. 결과적으로 초미분말과 그 제조 공정은 자동차, 화학 공학, 복합 재료, 생명 공학, 제약 등의 산업에서 널리 사용됩니다.
초미립 분말 제조
초미립 분말 제조 방법은 여러 가지가 있으며, 일반적으로 화학 합성과 물리적 분쇄로 구분할 수 있습니다. 화학 합성은 이온이나 원자의 핵 생성 및 결정 성장을 통해 화학 반응을 통해 분말을 생성하는 과정입니다. 화학 합성의 장점은 작은 입자 크기, 좁은 크기 분포, 우수한 형태, 그리고 높은 순도입니다. 그러나 낮은 수율, 높은 비용, 그리고 복잡한 공정이라는 단점이 있습니다.
반면, 물리적 분쇄는 기계적 힘을 이용하여 재료를 분쇄하는 방법입니다. 높은 생산량, 낮은 비용, 그리고 간단한 조작 등의 장점을 가지고 있어 대규모 산업 생산에 적합합니다. 또한, 기계적 분쇄는 기계화학적 효과를 유도하여 분말의 활성을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 현재 초미분 분말을 제조하는 데 주로 사용되는 방법은 기계적 분쇄입니다. 표 1에는 몇 가지 주요 분쇄 장치가 제시되어 있습니다. 그중 볼 밀과 결합된 롤러 프레스는 우수한 입도 분포와 높은 활성을 제공하여 대규모 산업 생산에 적합합니다. 뛰어난 제품 성능을 가진 제트 밀 또한 특수 분야에서 널리 사용됩니다.
초미분쇄 장비의 종류
| 기계 유형 | 분쇄 원리 | 피드 크기 | 제품 크기 디97 | 장점 | 단점 |
| 고속 기계식 충격 분쇄기 | 고속 회전 로터가 공급 재료에 충격을 가해 충격 전단과 분쇄를 발생시킵니다. | <10mm | 8-45μm | 높은 분쇄 효율, 간단한 구조, 안정적인 작동, 작은 기계적 설치 공간, 연속 및 폐쇄 회로 분쇄 기능을 갖추고 있습니다. | 내마모성이 높아 단단한 재료에는 적합하지 않습니다. |
| 에어젯 밀 | 고속 기류나 과열된 증기의 에너지는 입자들이 서로 충돌하고 마찰하게 만듭니다. | <2mm | 3-45μm | 입자 크기가 미세하고, 분포가 좁고, 입자 표면이 매끄럽고, 모양이 규칙적이며, 순도가 높고, 활성이 높고, 분산성이 우수합니다. | 에너지 소모가 많고, 비용이 많이 들며, 출력이 낮아 취성재료에 적합합니다. |
| 진동 볼 밀 | 고주파 진동 실린더 내부의 분쇄 매체는 재료에 충격을 주고, 문지르고, 전단합니다. | <5mm | 2-74μm | 높은 미디어 충전 속도, 높은 분쇄 효율성, 컴팩트한 크기, 간단한 공정, 건식 및 습식 작업이 모두 가능합니다. | 스프링과 베어링이 쉽게 손상되므로 대규모 장비에 적합하지 않고 출력이 낮아집니다. |
| 행성형 볼밀 | 밀링 실린더는 자체 축을 중심으로 회전하며, 턴테이블에 의해 구동되어 회전축과 함께 공전합니다. 분쇄 볼들 사이의, 그리고 볼들과 실린더 사이의 구름 충돌은 분말 입자를 분쇄하거나 파쇄합니다. | <5mm | 5-74μm | 연삭 중 기계적, 화학적 효과를 동시에 활용하여 표면을 개질하므로 입자 크기가 최대 0.1μm인 고경도 재료에 적합합니다. | 분쇄 매체가 쉽게 마모되므로 소량 생산에 적합합니다. |
| 고압 롤러 밀 | 롤러가 반대 방향으로 회전하면서 재료는 지속적으로 압축된 공간으로 들어가 압착되고 마모됩니다. 특정 압력에 도달하면 재료가 압착되거나 입자 내부에 미세 균열이 형성됩니다. | <30mm | 10-45μm | 높은 효율성, 낮은 에너지 소비, 최소한의 마모, 낮은 소음, 쉬운 조작 및 긴 수명을 위해 적층 연삭 원리를 활용합니다. | 이 제품은 입자 크기 분포가 넓고 후속 분쇄 장비와 함께 사용되는 경우가 많습니다. |
분류 초미립 분말
초미립 분말의 분류는 입자 크기 차이에 따라 달라집니다. 크기가 다른 입자는 매질 내에서 원심력, 중력, 관성력을 받습니다. 이러한 힘은 서로 다른 운동 경로를 생성합니다. 결과적으로 입자는 분리되어 각 단위로 모입니다.
분쇄 과정에서 모든 입자가 동시에 목표 크기에 도달하는 것은 아닙니다. 이미 크기 요건을 충족하는 분말이 제때 분리되지 않으면 과도한 분쇄가 발생하여 과도한 미세 입자, 응집, 분쇄 효율 저하 및 에너지 소비 증가로 이어집니다. 초미립자 분급기를 사용하여 적격 제품을 신속하게 분리하면 과도한 분쇄를 방지하고 효율을 향상시키며 에너지 사용량을 줄일 수 있습니다.
초미세 분급은 크게 습식 분급과 건식 분급으로 나눌 수 있습니다. 액체를 분산 매체로 사용하는 습식 분급은 높은 정확도와 균일성을 제공합니다. 그러나 후속 건조 및 폐수 처리가 필요하기 때문에 산업 발전에 제약이 있습니다. 건식 분급은 중력, 관성 또는 원심력을 이용하며, 일반적으로 공기 분급기와 함께 사용됩니다. 고속 기계 충격 분쇄기와 제트 분쇄기의 도입이 증가함에 따라 건식 분급 또한 상당한 발전을 이루었습니다.
에픽 파우더
에픽 파우더는 볼 밀, 제트 밀, 에어 분급기 등 첨단 분쇄 및 분급 기술을 통합하여 초미립자 분말 가공을 위한 맞춤형 솔루션을 제공합니다. 에픽 파우더는 입자 크기 제어, 효율성 및 제품 성능을 최적화함으로써 산업계가 초미립자 재료의 고유한 특성을 고부가가치 응용 분야에 최대한 활용할 수 있도록 지원합니다.
