با افزایش تقاضا برای ریزپودر الماس، کاربردهای آن در صنایع مختلف به طور قابل توجهی گسترش یافته است. از مواد ساینده گرفته تا ابزارهای برش و از الکترونیک گرفته تا پزشکی، ریزپودر الماس نقش مهمی در بسیاری از بخش‌های فناوری پیشرفته ایفا می‌کند. با این حال، برای برآوردن نیازهای رو به رشد کیفیت، یکی از مراحل حیاتی در فرآیند تولید آن، طبقه‌بندی اندازه ذرات است.
پس از آسیاب گلوله‌ای، خردایش، شکل‌دهی و خالص‌سازی درشت، ریزپودر الماس هنوز به یک مرحله حیاتی پردازش نیاز دارد - طبقه‌بندی اندازه ذرات. هدف از این مرحله، اطمینان از توزیع یکنواخت اندازه ذرات و در عین حال حذف کامل ذرات بزرگ است.
به دلیل ماهیت ظریفمیکروپودر الماسروش‌های سنتی مبتنی بر الک نمی‌توانند به دقت مورد نیاز دست یابند. بنابراین، اتخاذ تکنیک‌های طبقه‌بندی علمی، کارآمد و دقیق از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. با گسترش کاربردهای ریزپودر الماس و افزایش تقاضای کیفیت از سوی بازار، تولیدکنندگان معمولاً از چندین روش طبقه‌بندی استفاده می‌کنند. این روش‌ها شامل ته‌نشینی طبیعی، طبقه‌بندی گریز از مرکز، طبقه‌بندی سرریز و طبقه‌بندی هیدروسیکلون می‌شود.
طبقه‌بندی نشست طبیعی
روش ته نشینی طبیعی بر این اصل استوار است که تحت وزن مخصوص یکسان، ذرات با اندازه های مختلف با سرعت های مختلف در یک مایع ته نشین می شوند. در این روش، ذرات با کنترل ارتفاع و زمان ته نشینی طبقه بندی می شوند.
وقتی یک ذره در یک سیال حرکت می‌کند، تحت تأثیر سه نیرو قرار می‌گیرد: نیروی گرانش خود ذره، نیروی شناوری مایع و مقاومت اعمال شده توسط محیط. سرعت ته‌نشینی یک ذره به عواملی مانند سطح تماس بین ذره و محیط، ویسکوزیته سیال و مقاومت اصطکاکی که ذره تجربه می‌کند بستگی دارد.
طبقه بندی گریز از مرکز
طبقه‌بندی گریز از مرکز بر اساس همان اصل ته‌نشینی طبیعی عمل می‌کند، اما از نیروی گریز از مرکز تولید شده توسط سانتریفیوژ برای جداسازی ریزپودر استفاده می‌کند. برای ذرات درشت‌تر، جرم بیشتر آنها به آنها اجازه می‌دهد سریع‌تر ته‌نشین شوند و ته‌نشینی طبیعی می‌تواند ذرات با اندازه مشابه را به طور مؤثر جدا کند. با این حال، برای ذرات ریزتر، سرعت پایین ته‌نشینی تحت نیروی جاذبه، چرخه تولید را به طور قابل توجهی طولانی‌تر می‌کند و فضای قابل توجهی را اشغال می‌کند. ذرات بسیار ریز حتی ممکن است به دلیل حرکت براونی و تداخل ذرات، به طور مؤثر از هم جدا نشوند.
در مقابل، نیروی گریز از مرکز حرکت ریزذرات را تسریع می‌کند و فرآیند طبقه‌بندی را سرعت می‌بخشد. این امر طبقه‌بندی گریز از مرکز را برای ذرات ریز بسیار کارآمد می‌کند و به طور قابل توجهی راندمان تولید و کیفیت محصول را بهبود می‌بخشد. بنابراین، بسیاری از تولیدکنندگان، ته‌نشینی طبیعی و طبقه‌بندی گریز از مرکز را برای طیف کاملی از پودرهای ریز تا درشت ترکیب می‌کنند. این رویکرد ترکیبی، هم راندمان تولید و هم کیفیت محصول را بهینه می‌کند.
طبقه بندی سرریز
طبقه‌بندی سرریز را می‌توان به عنوان یک روش ته‌نشینی معکوس در نظر گرفت. در یک طبقه‌بندی سرریز، آب از پایین یک ظرف مخروطی وارد می‌شود. با جریان آب به سمت بالا، سرعت آن به تدریج کاهش می‌یابد و در بخش استوانه‌ای در بالا تثبیت می‌شود.
ذرات الماس در خلاف جهت جریان آب در حال افزایش حرکت می‌کنند و هنگامی که نیروهای جاذبه و نیروی رو به بالای مخالف متعادل می‌شوند، ذرات با اندازه مشخص در آب معلق می‌مانند. ذرات ریزتر از ظرف سرریز می‌شوند، در حالی که ذرات درشت‌تر در بخش مخروطی ته‌نشین می‌شوند. با تنظیم سرعت جریان، تولیدکنندگان می‌توانند محصولاتی با اندازه ذرات خاص به دست آورند.
اگرچه طبقه‌بندی سرریز نسبتاً کند است و مقادیر زیادی آب مصرف می‌کند، اما دقت بالایی دارد و در مقایسه با سایر روش‌ها به منابع نیروی انسانی کمتری نیاز دارد. عوامل کلیدی مؤثر بر کارایی این تکنیک، شکل ذرات و کنترل سرعت جریان هستند. شکل‌های نامنظم ذرات می‌توانند باعث حرکت ناهماهنگ در سیال شوند و فرآیند طبقه‌بندی را مختل کنند. علاوه بر این، کنترل جریان ناپایدار می‌تواند منجر به مخلوط شدن ذرات درشت و ریز شود و از جداسازی دقیق جلوگیری کند.
طبقه‌بندی هیدروسیکلون
طبقه‌بندی هیدروسیکلون از اصول ته‌نشینی گریز از مرکز برای جداسازی ذرات با تسریع فرآیند جداسازی از طریق چرخش پرسرعت در هیدروسیکلون استفاده می‌کند. این تکنیک به طور گسترده برای طبقه‌بندی درشت و آب‌زدایی محصول استفاده می‌شود. مزایای اصلی آن شامل سرعت، سادگی، تکرارپذیری خوب و تغذیه مداوم است. این روش برای همه ریزپودرهای الماس به جز ریزتر از 2 میکرون به طور مؤثر کار می‌کند. با این حال، نسبت به سایر روش‌ها دقت کمتری دارد.
انتخاب روش طبقه‌بندی مناسب
هر روش طبقه‌بندی مزایا و معایب ذاتی خود را دارد. در تولید واقعی، تولیدکنندگان می‌توانند بر اساس نیازهای خاص خود، مناسب‌ترین روش را انتخاب کنند. برخی ممکن است یک روش طبقه‌بندی واحد را انتخاب کنند، در حالی که برخی دیگر ممکن است چندین تکنیک را برای دستیابی به نتایج بهینه ترکیب کنند. با انتخاب دقیق و ترکیب روش‌های طبقه‌بندی، شرکت‌ها می‌توانند اطمینان حاصل کنند که محصولات میکروپودر الماس آنها با بالاترین استانداردهای کیفیت مطابقت دارد.
به عنوان بازار برایمیکروپودر الماسبا توجه به اینکه این فناوری‌ها همچنان در حال تکامل هستند، توسعه فناوری‌های پیشرفته طبقه‌بندی برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد برای محصولات دقیق‌تر و کارآمدتر در طیف وسیعی از صنایع ضروری خواهد بود.