の応用 窒素/アルゴン保護ジェットミル ネオジム鉄ホウ素 (NdFeB) 材料の超微粉砕に使用されています。NdFeB 磁石は、高い磁気エネルギーと強度で知られています。電子機器や再生可能エネルギーなど、多くの産業で重要な役割を果たしています。NdFeB 磁石を超微粉末に加工するのは困難です。反応性が高く、自然発火性があり、酸化しやすいためです。従来の粉砕方法では、高度な用途に必要な高純度と均一性を満たすことができないことがよくあります。これには、積層造形や高性能磁石が含まれます。 ジェットミリング特に不活性ガス環境（窒素またはアルゴン）下では、優れたソリューションとして浮上しています。この記事では、NdFeB 処理における不活性ガス保護ジェットミルの技術的原理と利点について説明します。また、その産業用途についても説明します。
NdFeB粉末処理における課題
材料の反応性と酸化リスク
ネオジム 合金にはネオジムなどの希土類元素が含まれています。これらの元素は空気中で急速に酸化します。この酸化により磁気特性が弱まり、粉砕中に発火の危険が生じることもあります。従来の粉砕では熱と摩擦が発生し、酸化と汚染が悪化します。
粒子サイズと形態の要件
高度な用途では、次のような粉末が求められます。
- 超微粒子サイズ （D90 < 3 µm）均一な焼結を実現します。
- 狭いサイズ分布 一貫した梱包密度を確保するため。
- 球状または等軸状の形態 3Dプリントの流動性を向上させます。
ジェットミリング技術：不活性ガス使用の原理と適応
ジェットミルの動作メカニズム
ジェットミルは、高速のガス流（圧縮空気、窒素、アルゴン）を利用して、 粒子サイズ 粒子間の衝突と摩耗による減少。主な構成要素は次のとおりです。
- 粉砕室: 粒子は収束・発散ノズルを介して超音速（最大300m/s）まで加速されます。
- 分類システム: 統合された分級装置 (遠心分離または慣性) は、大きすぎる物質から細かい粒子を分離し、正確なサイズ制御を保証します。
不活性ガス統合
空気を窒素またはアルゴンに置き換えると、NdFeB の反応性に対処できます。
- 酸素排除不活性ガスは酸素のない環境（<10 ppm O₂）を作り出し、製粉中の酸化を防ぎます。
- 冷却効果: ガスの膨張により熱が吸収され、低温（例えば極低温システムでは -40°C）が維持され、熱劣化が回避されます 7。
- 爆発防止: 反応性金属処理でよく起こる粉塵爆発のリスクを軽減します。
ガス選択基準:
- 窒素: コスト効率が高く、広く入手可能で、ほとんどの NdFeB グレードに適しています。
- アルゴン: 不活性度が高く、超高純度用途（航空宇宙部品など）に適しています。
機器設計と運用のベストプラクティス
不活性ガス使用のジェットミル構成
- クローズドループシステム: 消費量を最小限に抑えるために不活性ガスを再循環させ、酸素センサーでリアルタイムに監視します。
- 材料固有のノズル設計最適化されたノズル形状（ラバルノズルなど）により、粒子の加速と衝突効率が向上します。
- 極低温適応: サブミクロン粉末（D50 < 1 µm）の場合は、液体窒素冷却とジェットミリングを組み合わせます。
主要な動作パラメータ
- ガス圧: 圧力が高くなると（6～10 bar）、運動エネルギーが増加して粉砕効率が向上しますが、堅牢なチャンバー設計が必要になります。
- 送り速度制御: 一貫した供給により過負荷を防ぎ、均一な粒度分布を保証します。
- 温度管理: 熱電対とガスチラーは、NdFeB の酸化閾値 (約 150°C) 未満の温度を維持します。
ケーススタディ: 産業アプリケーション
高性能磁石製造
大手NdFeBメーカーは窒素保護法を用いてD90 = 2.5µmの粉末を実現した。 ジェットミル （ジェットミルパイロット、0.5〜30 kg /時の容量）、空気粉砕粉末と比較して酸素含有量を98%削減します。
磁性部品の積層造形
3D プリンティング会社は、アルゴン保護ミリングを利用して、バインダー ジェッティング用の球状 NdFeB 粉末 (D50 = 15 µm) を製造し、焼結部品で 99% を超える密度を達成しました。
NdFeB に対する不活性ガスジェットミリングの利点
- 純度の向上: 酸素含有量は 100 ppm 未満で、高保磁力磁石にとって重要です。
- 優れた粒子制御: 調整可能な分級器により、サイズ分布（0.1～20 µm）を調整できます。
- 安全コンプライアンス: ATEX および OSHA 規格に準拠し、爆発のリスクを排除します。
課題と緩和戦略
- ガスコスト管理: 閉ループシステムとオンサイト窒素発生装置により運用コストが削減されます。
- 汚染リスク: 硬化ステンレス鋼またはセラミックで裏打ちされたチャンバーは金属不純物を防ぎます。
窒素およびアルゴンで保護されたジェットミルは、精度、安全性、材料の完全性のバランスを保ちながら、NdFeB 粉末処理に革新的なアプローチを提供します。業界ではより高性能な磁石と持続可能な製造方法が求められており、不活性ガスジェットミルの採用は今後も極めて重要です。