단 하나의 장비로 연마재의 크기와 모양을 특성화합니다.
2020-10-30Application Briefs

연마재는 다른 부드러운 재료를 자르고, 갈고, 연마하는 데 사용되는 재료입니다. 마찰과 문지름으로 표면을 줄이는 기능을 가진 연마재는 다양한 가정, 산업 및 기술 분야에서 활용되며 연마재의 입자 크기와 모양에 큰 변화가 생깁니다. 연마재는 목수가 목재를 더 매끄럽게 만드는 데 사용하는 사포부터 자동차에 값비싼 광택을 내는 연마 광택제에 이르기까지 생활의 모든 측면에서 사용됩니다.
아래 예는 동시 동적 이미지 분석과 함께 레이저 회절 측정을 사용하여 연마재를 특성화하는 연구를 보여줍니다.
미세, 중간, 거친 세 가지 커런덤 연마재 분말 샘플을 Bettersizer S3 Plus로 측정하여 입자 크기와 모양을 모두 특성화했습니다. 여기에서는 이러한 분말의 크기가 어떻게 다른지, 그리고 모양 매개변수에서 어떻게 비교되는지 보여줍니다.

그림 1. 조합 기법을 사용한 미세, 중간, 거친 커런덤 분말의 입자 크기 누적 부피 곡선
표 1. 그림 4의 연마 분말 특성화를 위한 중요 파라미터

그림 1에서 볼 수 있듯이 세 가지 입도의 연마 분말 샘플을 특성화한 후 입자 크기 결과는 예상대로 올바른 순서로 정렬됩니다. 입자가 굵을수록 충격력이 커서 재료 표면을 더 빨리 제거하여 더 무거운 텍스처를 만들 것으로 예측할 수 있습니다.
흥미롭게도 세 가지 연마 분말의 크기는 서로 다르지만 표 1에서 볼 수 있듯이 원형이 상당히 균일하여 제조업체의 연마 분말 연삭 공정이 매우 잘 관리되고 있음을 확인할 수 있습니다.
또한 카운팅에 기반한 동적 이미지 분석 기술을 통해 Bettersizer S3 Plus는 모든 입자의 크기와 모양 데이터 파라미터를 숫자 기반 분포 및 기타 여러 파라미터로 확인하여 지나치게 크거나 너무 구형인 입자를 개별적으로 또는 전체적으로 쉽게 식별할 수 있습니다. 그림 2는 Bettersizer S3 Plus로 캡처한 거친 연마 분말의 여러 카메라 이미지를 자세히 보여줍니다. 이미지 위에 표시된 숫자는 각 입자에 대해 사용자가 선택한 특정 직경(페릿 폭 또는 페릿 길이 등)입니다.

그림 2. 거친 연마재 분말의 개별 입자 목록에서 추출한 카메라 이미지(약 500~200 µm 사이)
표 2. 거친 연마 분말에 포함된 일부 큰 입자의 중요한 모양 매개변수

크기 분포가 가장 중요하지만 연마 입자가 둥글지 않고 표 2에서 볼 수 있듯이 길이와 너비는 물론 원형도 필요하므로 단일 크기 측정만으로는 충분하지 않습니다.
Bettersizer S3 Plus에서 생성되는 주요 모양 매개변수 중 하나는 원형도입니다. 입자가 더 구형일수록 원형도는 1에 가까워집니다. 파티클이 길수록 원형도는 낮아집니다. 선택한 모든 형상 파라미터는 연마제 형태에 대한 정보를 제공할 수 있었습니다. 따라서 베터사이저 S3 플러스의 측정을 통해 다양한 입자 모양과 유사한 제품 간의 모양 차이를 보다 정밀하게 특성화할 수 있게 되었습니다.
마지막으로 데모 목적으로 미세, 중간, 거친 샘플을 혼합하여 새로운 샘플을 만들었습니다. 혼합물을 포함한 네 가지 샘플의 입자 크기 분포는 그림 3에 나와 있습니다. 이 혼합물을 분석한 결과 세 가지 원재료의 존재가 예상대로 나타났으며, 결과적으로 조합 기술의 고해상도 기능도 검증되었습니다.

그림 3. 미세, 중간, 거친 및 혼합 연마 분말의 입자 크기 분포 비교
결론
이 연구를 통해 Bettersizer S3 Plus가 연마재의 크기와 모양을 동시에 특성화하고 기존 레이저 회절 분석기보다 훨씬 더 많은 정보를 제공할 수 있다는 것을 입증했습니다.
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