연마입자 생산시의 품질관리를 위한 정보를 제공하는 입자형태 특성화

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연마재의 응용 

 

  연마입자는 하나 혹은 다른 물질들과 접점압력이 작용될 때 다른 재료들을 닳게 만들 수 있는 단단하고 날카로운 재료이다. 연마입자는 여러 종류의 다른 재료(알루미나 (), 실리콘 카바이드(SiC), SG, CBN, 다이아몬드 등등.)들로 생산한다. 이 재료들은 견고함과 날카로운 형태 때문에 연마재로 사용 할 수 있다.

  Grit number 는 연마입자 크기의 명칭이며, 입자가 통과하는 스크린 안에서 선형인치당 작은 구멍의 개수를 반영하고, 범위는 No.4 부터 No.2500 까지 다양하다. 입자의 크기()는 몇 밀리미터에서 2 마이크론이 안 되는 크기까지 다양하다. 

 

  이 재료들은 적절한 매트릭스에 포함될 때 여러 다양한 응용분야에서 사용된다. (예를 들면 샌드페이퍼나 회전숫돌, 톱질, 선을 자를 때, 스틱 연마, 모래분사 등 등) 다양한 응용분야에서 다양한 입자형태를 필요로 할 것이고, 이것은 연마재의 성능에 중요한 영향력을 끼친다.  




 

연마입자의 제조

 

  주요 입자 충돌기술은 주로 임팩트충돌, 압력충돌, 마모충돌 혹은 세가지 모두를 함께 사용한다. 연마입자의 제조는 여러 가지의 충돌방법들을 이용하여 제조하고 이는 입자형태에 영향을 끼친다. 하지만 입자형태를 조정하는 것은 매우 어려운 일이다. 또한, 이용 고객의 선호도와 사용자에 따라 입자형태의 다양함을 필요로 한다.

 

 

전통적인 품질관리 파라미터

 

  연마입자 제조의 국제표준은 부피밀도를 측정하는 방법을 말한다. 부피밀도는 입자형태를 표시하지만, 다른 제품의 특성들 역시 부피밀도, 즉 입자크기 분포와 유동능력 그리고 표면상태에 영향을 미친다..

 

 

형태 특성화

 

  최근 새로운 기기(Sysmex FPIA- 3000)로 빠르게 입자 크기와 형태의 특성화가 가능해졌다. 이 기기를 이용한 측정은 다양한 입자형태를 특정 짓는 데에 보다 더 정확한 방법을 사용하고, 다른 유사제품과는 입자형태의 차이가 난다.

  Sysmex FPIA-3000 은 sheath 흐름과 독특한 고속 이미지 분석을 사용하여 빠르게 입자크기와 형태를 특성화하고, 대체적으로 2.5 분 이내에 데이터를 만들어 낸다. 전통적인 형태 특성화는 평범한 현미경과 이미지 분석기를 사용하여 실시되었으며, 이미지 분석에 시료당 2-3 시간이 걸렸다.

  Sysmex FPIA-3000 으로 생성된 주요 형태 인덱스중 하나는 원형도이다. 원형도는 입자 등가면적의 원둘레와 입자 자체의 둘레의 비율로 결정된다. 입자의 모양이 구에 가까울수록 원형도가 1 로 결정된다. 좀더 가는 모양의 입자는 원형도가 낮다. 이 개념은 그림 1 에 나와있다. 

 

 

 

 

측정 데이터

 

 

  개념은 표 1 에서와 같이 원형도는 두 가지의 다른 입자 타입으로 보여진다. 두 입자 타입은 1)날카로운 형태의 입자, 2)작은 형태의 입자. 이것들의 전자현미경 스캔 사진은 그림 2 와 그림 3 에 나타내었다. 간단한 시각적 데이터 해석은 FPIA- 3000 software 의 소프트웨어로 크기/원형도 스캐터 그램으로 알기 쉽게 보여진다. (표 4 와 표 5) 

 

 

 



 

 

결론

 

  빠른 입자형태 특성화는 현재의 품질관리 테스트들에 더 많은 정보를 제공해주고, 사양 외의 재료들에 대해서 빠르게 식별할 수 있게 해준다. 간단한 추가 테스트는 사전에 알려지지 않은 제조중의 변동을 식별 가능하게 해 준다. 중요한 원형도 스펙의 완성은, 최종 생산 테스팅 프로토콜을 향상시키고 보다 강력한 제조 프로세스를 선도할 수 있다. 

 

 


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