精密篩分けは、熱噴霧用複合粉末を標準化するために必要な重要な品質管理ステップです。粒子径を150～300メッシュの範囲に厳密に制限することにより、このシステムは、酸アセチレン火炎噴霧プロセス中に粉末流が均一な加熱を受けることを保証します。
粒子分布の制御は、単なるサイズ調整ではありません。熱力学的なバランスの問題です。精密篩分けシステムは、すべての粒子が熱に対して予測可能に反応することを保証し、最終コーティングの構造的完全性、充填密度、および結合強度を決定します。
粒子加熱の熱力学
不完全な溶融の防止
熱噴霧プルームでは、粒子の滞留時間は信じられないほど短いです。粒子が150～300メッシュの上限を超えると、質量が大きすぎて効率的に熱を吸収できません。
これにより、不完全な溶融が発生します。これらの半固体粒子は基材ではね返るか、コーティング構造内に多孔質で弱い部分を作成します。
過度の酸化の回避
逆に、粒子が小さすぎる（指定されたメッシュ範囲よりも細かい）と、加熱が速すぎます。表面積対体積比が高いため、過度の酸化を起こしやすいです。
酸化した粒子は脆く、化学的に劣化しています。噴霧に含めると、コーティングの凝集力を著しく弱める汚染物質として機能します。
均一な加熱の達成
篩分けシステムの主な目的は、「狭範囲」の分画を作成することです。すべての粒子がほぼ同じサイズの場合、それらは同じ速度で熱エネルギーを吸収します。
この均一性により、粉末流全体が同時に半溶融状態に達することが保証され、これは高品質の堆積に必要です。
コーティング完全性への影響
充填密度の最適化
粒子径の一貫性は、プレハブコーティングの充填密度を直接決定します。
狭い分布により、粒子は衝突時に効率的に積み重なります。これにより、空隙や多孔性が最小限に抑えられ、より密で耐久性のあるバリアが作成されます。
結合強度の確保
コーティングの初期結合強度は、粒子が基材にどれだけうまくスプラットし、機械的に相互に係合するかによって決まります。
完全に溶融したが燃焼していない粒子のみが、強力な接着に必要な可塑性を達成できます。精密篩分けは、ガンに入る前に、供給材料がこれらの物理的要件を満たしていることを保証します。
トレードオフの理解
材料収率対品質
精密篩分けシステムを使用すると、必然的に材料全体の収率が低下します。150～300メッシュの範囲内に収めるために、微細粒子と粗大粒子の両方を積極的に除去すると、高品質のスプレーには使用できない廃棄材料が発生します。
流動性に関する考慮事項
主な参照資料は熱特性を強調していますが、補足データは流動性が二次的なトレードオフであることを示唆しています。
分布が広すぎると、粉末が塊になったり、一貫して流れなくなったりする可能性があります。ただし、極端に狭いカットは、流動添加剤なしではスムーズに供給するのが難しい場合があります。精密篩分けは、噴霧プロセス中の材料の安定した流動性を維持するためにバランスを取る必要があります。
目標に合わせた適切な選択
構造的耐久性を優先する場合でも、プロセス効率を優先する場合でも、粒子径制御は結果を左右する変数です。
- コーティングの耐久性を最優先する場合：酸化物介在物（結合強度を弱める）を除去するために、すべての微細粒子（過小粒子）の除去を優先してください。
- 堆積効率を最優先する場合：未溶融粒子の跳ね返りを防ぐために、上限メッシュ制限が厳密に実施されていることを確認し、噴霧されたすべての粒子がコーティングに寄与するようにしてください。
最終的に、熱噴霧コーティングの信頼性は、システムに供給する粉末の一貫性によって定義されます。
概要表：
| 粒子サイズ範囲 | 熱力学的影響 | コーティング品質への影響 |
|---|---|---|
| > 150 メッシュ（大きすぎる） | 質量が大きすぎるため、溶融が不完全 | 結合不良、多孔性、粒子のはね返り |
| 150 - 300 メッシュ（最適） | 均一な加熱と同時溶融 | 高い充填密度、強力な接着性、耐久性 |
| < 300 メッシュ（細かすぎる） | 過度の酸化と化学的劣化 | 脆いコーティングと内部汚染 |
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