Tabelle zur Umrechnung der Partikelgröße

Die Partikelgröße ist einer der grundlegenden Parameter in der Verfahrenstechnik, Chemie und Materialwissenschaft. Ob es sich um Keramikpulver, pharmazeutische Substanzen, Katalysatoren oder Batteriematerialien handelt, die richtige Interpretation und Umrechnung von Partikelgrößendaten ist von entscheidender Bedeutung. Die Beziehung zwischen den verschiedenen Einheiten - Mikron, Mesh und Millimeter - ist in der Regel rätselhaft, aber wenn man sie beherrscht, werden Laborergebnisse und Industriestandards harmonisch.

1. Grundlegende Konzepte der Partikelgröße

Partikelgröße und ihre Maßeinheiten

DiePartikelgröße ist das quantitative Merkmal der Länge oder des Durchmessers diskreter Partikel. Da reale Teilchen nur wenige ideale Formen besitzen, ist ihre "Größe" im Allgemeinen ein äquivalenter Kugeldurchmesser, d. h. der Durchmesser einer Kugel mit demselben Volumen oder Verhalten.

Die gebräuchlichsten Einheiten sind:

- Mikron (µm): Ein Millionstel eines Meters (10-⁶ m), für feine Pulver.

- Millimeter (mm): Ein Metertausendstel (10-³ m), für gröberes Material.

- Masche: Eine Bezeichnung, die auf der Anzahl der Öffnungen pro Zoll eines Siebs basiert (z. B. 100 Maschen = 100 Öffnungen pro Zoll).

Jedes System hat einen anderen Grund - Mikron und Millimeter sind direkte Messungen, während Mesh ein Klassifizierungsstandard ist, der auf der Siebung basiert.

Umrechnung zwischen Mikron, Maschenweite und Millimetern

Die Verbindung zwischen diesen Einheiten hängt vom Maschenstandard und der Dicke des Siebdrahtes ab, dennoch wird im Allgemeinen eine grobe Beziehung verwendet:

Öffnung (µm) ≈ 14900/Maschennummer

So hat beispielsweise ein 100-Maschen-Sieb eine Öffnung von etwa 150 µm, während ein 325-Maschen-Sieb etwa 44 µm hat. Umrechnungstabellen sind daher zur Förderung der Präzision von entscheidender Bedeutung.

2. Praktische Leitfäden und Werkzeuge zur Größenumrechnung

Umrechnungstabelle für die Partikelgröße

Umrechnungstabellen sind nützliche Hilfsmittel für den Vergleich von Messsystemen. Zum Beispiel:

Solche Tabellen finden breite Anwendung in der Pulvermetallurgie, Keramik- und Pigmentindustrie.

Lesen und Verwenden von Umrechnungstabellen für die Partikelgröße

Um die Tabellen effektiv zu nutzen:

1. Identifizieren Sie die Zielmaschengröße aus der Spezifikation.

2. die entsprechende Öffnungsweite in Mikron ermitteln.

3. verwenden Sie die Tabelle zum Vergleich mit gemessenen oder gemeldeten Partikelgrößendaten.

Dies erleichtert die einheitliche Kommunikation zwischen Laboratorien, die unterschiedliche Messmethoden verwenden.

Häufige Fehler und wie sie zu vermeiden sind

Häufige Fehler sind:

- Annahme einer Linearität zwischen der Maschenweite und der Mikrometerskala.

- Vergessen von Unterschieden zwischen Standards in der Siebdrahtdicke.

- Verwechslung der "Maschenweite" mit der durchschnittlichen Partikelgröße, wenn damit das größte Partikel gemeint ist, das passieren kann.

Um Fehler zu vermeiden, sollten Sie immer die Norm (ASTM, ISO, Tyler) und die Messmethode angeben.

3. Industrielle und wissenschaftliche Anwendungen der Partikelgrößenumrechnung

Partikelgrößenumrechnung in der Pulvermetallurgie und Keramik

In der Metall- und Keramikproduktion beeinflusst die Partikelgröße die Packungsdichte, die Sintereigenschaften und die mechanische Festigkeit. Wolframpulver mit 325 Mesh (~44 µm) beispielsweise ergibt ein dichteres, glatteres Sinterprodukt als Material mit 100 Mesh (~150 µm).

Wie sich die Partikelgröße auf die Katalyse auswirkt

Katalysatoren sind für ihre Aktivität auf die Oberfläche angewiesen. Kleinere Partikel (weniger als 10 µm) haben ein größeres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, was die katalytische Leistung verbessert. Um die Konsistenz zwischen der Charakterisierung im Labormaßstab (Mikron) und der Klassifizierung des industriellen Ausgangsmaterials (Mesh) zu gewährleisten, muss eine korrekte Umrechnung vorgenommen werden.

Interpretation der Partikelgröße in pharmazeutischen Formulierungen

Bei der Herstellung von Arzneimitteln ist die Auflösungsgeschwindigkeit direkt von der Partikelgröße abhängig. Eine Verringerung der Größe des Wirkstoffs von 250 µm auf 50 µm (etwa 60 bis 270 Mesh) kann die Auflösungsrate um ein Vielfaches erhöhen und damit die Bioverfügbarkeit und die therapeutische Wirkung verbessern.

Kontrolle der Partikelgröße in Batterie- und Halbleitermaterialien

Elektrodenmaterialien wie Lithiumkobaltoxid oder Silizium-Nanopartikel erfordern streng kontrollierte Größenbereiche. Schon ein Unterschied von 10 µm verändert das Ionentransportverhalten oder die Gleichmäßigkeit des Films. Genaue Umwandlung und Klassifizierung führen zu stabilen elektrochemischen Leistungen.

Von Nanopartikeln zu Bulk-Pulvern

Beim Übergang von Nanomaterialien (<100 nm) zu Pulvern (>100 µm) sind die herkömmlichen Systeme auf Netzbasis nicht anwendbar. Die Forscher müssen optische oder Streutechniken einsetzen und die Ergebnisse in Nanometern oder Mikrometern angeben, um sie zu verstehen.

4. Analytische Techniken zur Bestimmung der Partikelgröße

Verwendung von Laserbeugungsdaten zur Umrechnung der Partikelgröße

Die Laserbeugung ist die gebräuchlichste Methode zur Messung der Partikelgrößenverteilung in Mikrometern. Sie besteht in der Messung der Streuwinkel des Lichts, um äquivalente Kugeldurchmesser zu schätzen, die dann für die Prozessausrichtung auf "maschenäquivalente" Größen umgerechnet werden können.

Vergleich der Ergebnisse von Siebanalyse und dynamischer Lichtstreuung

Die Siebanalyse misst den physikalischen Partikeldurchgang durch Maschensiebe, während die dynamische Lichtstreuung (DLS) die hydrodynamische Größe in Suspensionen misst. Die Ergebnisse unterscheiden sich aufgrund der Einbeziehung von oberflächengebundenen Schichten und der Annahme einer sphärischen Geometrie bei DLS. Eine Kreuzvalidierung mit den beiden Verfahren verbessert die Genauigkeit.

Überbrückung von netzbasierten und optischen Messtechniken

Neue Produkte erfordern häufig sowohl eine siebtechnische als auch eine optische Charakterisierung. Grobe Fraktionen können mit Hilfe von Sieben getrennt werden, und feine Fraktionen werden durch Laserbeugung oder Bildanalyse quantifiziert. Die Kombination der Daten ergibt eine vollständige PSD über alle Größen.

Umrechnung zwischen volumen-, anzahl- und oberflächengewichteten Partikelgrößen

Verschiedene Analysemethoden liefern unterschiedliche Durchschnittswerte:

-Zahlengewichtet: Feinpartikel empfindlich.

-Volumengewichtet (D[4,3]): Beitrag der Gesamtmasse.

-Oberflächengewichtet (D[3,2]): Dominanz des Oberflächenbereichs.

Umrechnungen zwischen diesen Werten erfordern ein Verständnis der vollständigen PSD, was die Notwendigkeit einer präzisen Messung anstelle einer einfachen arithmetischen Umrechnung erneut unterstreicht.

Schlussfolgerung

DieUmrechnung der Partikelgröße überbrückt die Kluft zwischen Labortests und industriellen Anforderungen. Wenn man weiß, wie man Mikron, Mesh und Millimeter umrechnet, kann man sicherstellen, dass die Materialien in verschiedenen Prozessen und Branchen wie vorgesehen funktionieren. Die Umrechnung von Partikelgrößen ist mehr als nur eine Zahl; sie spiegelt die Korrelation zwischen Materialwissenschaft, Messtechnik und technischer Anwendung wider. Bei der Handhabung von Katalysatoren im Nanometerbereich bis hin zu Granulaten mit Millimeterdurchmessern ist Kompetenz bei solchen Umrechnungen für eine konsistente, reproduzierbare und wirtschaftliche Materialentwicklung erforderlich.