معلومات عن حجم جزيئات مسحوق الماس

لا تُعرَّف مواد الماس، باعتبارها مواد مسحوقية متطورة، بتركيبها الكيميائي فحسب، بل أيضاً بمجموعة من الخصائص الفيزيائية. تشمل هذه الخصائص حجم الجسيمات، وشكلها، ومساحة سطحها النوعية، وبنية مسامها، وخصائص شحنتها الكهربائية، فضلاً عن كثافتها الكلية وقابليتها للتدفق. ومن بين هذه الخصائص، يُعد توزيع حجم الجسيمات أحد أهم المعايير في مسحوق الماس الإنتاج والتطبيق.

1. تصنيف حجم جزيئات مسحوق الماس

يمكن تصنيف جزيئات الماس عموماً إلى نطاقات الأحجام التالية:

• الجسيمات النانومترية (1-100 نانومتر)
• الجسيمات دون الميكرونية (0.1–1 ميكرومتر)
• الجسيمات الميكرونية (1-100 ميكرومتر)
• الجسيمات الخشنة (100-1000 ميكرومتر)

يتم استخدام كل نطاق حجم لتطبيقات صناعية مختلفة، مثل التلميع الدقيق والطحن والقطع والتقوية المركبة.

2. طرق اختبار حجم الجسيمات الشائعة

توجد عدة طرق شائعة الاستخدام لقياس حجم جزيئات مسحوق الماس:

1. طريقة حيود الليزر(ينطبق على الجسيمات النانوية والميكرونية والأكبر حجماً)
2. تشتت الضوء الديناميكي (DLS)(وخاصة بالجسيمات النانوية)
3. تحليل الصور الثابتة والديناميكية(نطاق الميكرون، كما يوفر معلومات عن شكل الجسيمات)
4. طرق الترسيب بالجاذبية والطرد المركزي(جسيمات ميكرونية ونانوية)
5. عداد كولتر (طريقة المقاومة الكهربائية)(جسيمات ميكرونية)
6. المجهر الإلكتروني (SEM/TEM)(ملاحظة على مستوى النانو والميكرون)
7. طريقة الموجات فوق الصوتية(جسيمات ميكرونية)
8. طريقة نفاذية الهواء(نطاق الميكرون، متوسط ​​حجم الجسيمات)
9. تحليل المنخل(عادةً للجسيمات الأكبر من 38 ميكرومتر)

ومن بين هذه الطرق، فإن أكثر الطرق استخداماً في إنتاج بورياس هي تحليل حيود الليزر، تشتت الضوء الديناميكي، و تحليل الصور البصرية/المجهرية.

3. ما هو D50 (متوسط ​​حجم الجسيمات)؟

D50يشير إلى قطر الجسيم الذي يتم عنده الوصول إلى 50% من التوزيع التراكمي لحجم الجسيمات. ويُعرف أيضًا باسم متوسط ​​حجم الجسيمات.

على سبيل المثال، إذا كانت العينة تحتوي على D50 = 5 ميكرومتروهذا يعني:

• 50% من الجسيمات أكبر من 5 ميكرومتر
• 50% من الجسيمات أصغر من 5 ميكرومتر

يُعدّ D50 أحد أهم المؤشرات وأكثرها استخدامًا في إنتاج مسحوق الماس وتطبيقاته، وغالبًا ما يُستخدم لتمثيل متوسط ​​حجم الجسيماتمن المادة.

4. ما هو D97 (مؤشر الجسيمات الخشنة)؟

D97يشير إلى حجم الجسيمات الذي يتم عنده الوصول إلى 97% من التوزيع التراكمي.

هذا يعنى:

• 97% من الجسيمات أصغر من D97
• 3% من الجسيمات أكبر من D97

يُستخدم D97 بشكل شائع لتقييم توزيع الطرف الخشنمن مساحيق الماس. وفي الممارسة الصناعية، يطلب بعض العملاء أيضًا D95 أو D97 أو D98للسيطرة الصارمة على وجود الجسيمات كبيرة الحجم.

5. المعايير الرئيسية في تحليل توزيع حجم الجسيمات

يتضمن منحنى توزيع حجم الجسيمات الكامل عادةً المعايير التالية:

• المتوسط ​​(متوسط ​​حجم الجسيمات):متوسط ​​الحجم الإجمالي للنظام
• الوسيط (D50):القيمة الوسطى لتوزيع الجسيمات
• الوضع (حجم الذروة):حجم الجسيمات ذو التردد الأعلى
• D10:حجم الجسيمات الذي يتم عنده الوصول إلى 10% من التوزيع التراكمي
• D50:حجم الجسيمات الذي يتم عنده الوصول إلى 50% من التوزيع التراكمي
• D90:حجم الجسيمات الذي يتم عنده الوصول إلى 90% من التوزيع التراكمي

توفر هذه المعايير مجتمعة فهمًا كاملاً لعرض توزيع الجسيمات وتجانسها واتساقها.

6. رسم تخطيطي لتوزيع حجم الجسيمات (D10 / D50 / D90)

في منحنى توزيع حجم الجسيمات النموذجي:

• D10يمثل الطرف الدقيق للتوزيع
• D50يمثل نقطة المنتصف
• D90يمثل الطرف الخشن للتوزيع

تُستخدم العلاقة بين D10 وD50 وD90 على نطاق واسع لتقييم تجانس وجودة تصنيف مسحوق الماس.

يُعد تحليل حجم الجسيمات معيارًا بالغ الأهمية لمراقبة جودة منتجات مسحوق الماس. ويضمن القياس الدقيق وتفسير المؤشرات مثل D10 وD50 وD90 أداءً متسقًا في عمليات التلميع والطحن والتشغيل الدقيق.