雷射粒度儀基礎知識

2022-08-02 09:33:06 字數 2491 閱讀 3850

任中京教授主講:雷射粒度儀基礎知識

1、 什麼是顆粒?

顆粒是指具有一定尺寸和形狀,存在於另一種連續介質中的的微小物體。粉體是由存在於空氣中的固體顆粒堆積而成、霧滴則是分散在氣體中的液體顆粒的統稱、乳液則是油滴顆粒分散在另一種液體水中形成的兩相系統。在這個系統中連續介質與顆粒一起組成了顆粒系統。

顆粒稱為分散相,介質則稱為連續相。我們說的「顆粒」尺寸通常在1公釐以下。

固體顆粒分散在液體中稱為「懸浮液」,固體顆粒懸浮在氣體中成為「氣溶膠」,氣體分散在液體中成為「氣泡」,液體分散在另一種液體中成為「乳液」,液體分散在空氣中成為「霧滴」,以上都是顆粒體系的例子。

2、 關於粒度與粒徑的概念

顆粒的大小統稱為粒度(particle size)。具體地說,球形顆粒的粒度用他的直徑表示稱為「粒徑(particle diamite)」,非球形顆粒沒有直徑可言,就採用「等效粒徑」的概念描述它的粒度,不同的等效粒徑有不同的物理意義。由此說來粒徑是比粒度更為具體更為準確的物理概念,粒度則是一種概括的說法。

3、 顆粒大小如何分類?

「奈米顆粒」指1-100nm尺度的顆粒;「微公尺顆粒」指1-1000微公尺的顆粒;「亞微公尺顆粒」指0.1-1微公尺的顆粒。「超細顆粒」是奈米顆粒與亞微公尺顆粒的總稱;「細粉」指1-100微公尺的固體顆粒;「粗粉」指100-1000微公尺的固體顆粒;超過1000微公尺的特大顆粒則進入塊狀物體的範疇了。

不的行業還有很多不同的說法,統一這些說法有利於技術交流。

4、 我們為什麼關心顆粒的大小?

顆粒大小與顆粒的幾乎所有效能的發揮密切相關,水泥的水化反應、塗料的附著力、電池材料的充放電、藥品被人體的吸收效率無一不與顆粒的大小有關。因為在顆粒體系中顆粒與介質的介面大小決定了顆粒的活性,描述顆粒活性可用單位質量的顆粒表面積表徵,稱為比表面積,顆粒越小比表面積越大,顆粒的活性越強。這是人們關心顆粒大小的根本原因。

5、雷射粒度儀測試原理。

根據雷射散射原理,顆粒大小不同,散射光能量隨散射角度的分布也不同,此種分布稱為散射譜。雷射粒度儀就是通過檢測顆粒群的散射譜反演顆粒大小及其分布的。

6、何為光學濃度?

遮光率又稱光學濃度,其定意是顆粒在光束中的遮光橫截面與光束總面積之比。使用中常用顆粒的散射光加吸收光能量之和與雷射輸出總能量(扣除背景散射)之比。

7、光學濃度與顆粒重量濃度有什麼不同?

光學濃度與顆粒的體積(重量)百分比濃度不同,前者與顆粒的大小有關,顆粒越小,比面積越大,遮光能力就越強。因此體積濃度相同的兩種樣品在雷射粒度儀中,小顆粒會顯示出更大的光學濃度。

8、he-ne雷射器的優缺點

氦氖雷射器是使用時間最早,技術最成熟,應用最為廣泛的雷射器之一。氣體原子具有確定的能級結構,在外界的電子激發後發生能級躍遷產生粒子數反轉,產生受激輻射,發出雷射。因此氦氖雷射波長是純淨的單色光,線寬極窄,波長誤差只有幾奈米,因此具有極大的相干長度。

有些靠能帶躍遷發光的雷射器如ld的單色性與相干性無法與之相比。原子能級結構是確定的,因此雷射不受溫度波動影響。加上諧振腔的作用保障了雷射輸出具有良好的準直性,發散角只有幾個毫弧度。

在需要良好單色性、相干性和準直性的場合,特別是精密測量領域,氣體雷射器具有不可動搖的地位。

氦氖雷射器主要缺點是需要高壓直流供電,需要較高的技術含量,與ld相比成本較高。

9、sop的含義是什麼?他在顆粒測試中有什麼作用?

sop的含義是「標準化操作程式」,在實現自動控制的儀器中一般都配用sop。測試固定種類的樣品時,可將測試經驗固定成為標準程式,啟動此程式,樣品分散、測試記錄、資料分析、報告列印、系統清洗,整個測試過程實現一鍵操作。這不僅降低了操作人員勞動強度,更重要的是減少了人為因素對測試結果的干擾,提高了測試結果的可比性。

10、樣品分散的方法

為了獲得一次粒徑的正確資料,粒度測試中常常需要將團聚的顆粒集合體開啟,形成顆粒單體並保持均勻分散在介質中,這個操作稱為「分散」。雷射粒度儀對分散系統的要求是「分散而不離析」

顆粒在液體介質中可以採用的濕法分散技術有:

超聲分散,利用超聲波在液體中傳播時的空化作用將團聚體解聚;

機械攪拌分散,利用葉片旋轉的機械作用使顆粒解體並在容器中均勻分布;

液體迴圈,使用幫浦驅動懸浮液高速流動,促使顆粒在整個分散系統中保持分布均勻防止大顆粒沉降。

分散劑,有些樣品需要採用化學分散的方法,加入適量的分散劑改善顆粒表面的電效能以維持分散狀態。

表面預處理,有些樣品與介質之間不親和,表現為浮在水面,需要在入水前加入少量的乙醇或其他表面處理劑進行預處理,以便使其在水中易於分散。

顆粒在空氣中可以採用乾法分散技術:

乾法分散的核心部件是分散幫浦,分散幫浦的作用(1)利用氣源的高速氣流形成的負壓把乾燥粉末吸入幫浦體與氣流混合,(2)高速氣流又稱為紊流,顆粒在紊流中受到複雜的流體力學作用,包括正激波的衝擊,旋轉氣流的剪下,顆粒的附壁效應及顆粒間碰撞等,使團聚顆粒分解為單體達到分散的目的。

顆粒分散需要注意:

顆粒分散前需了解他的特性。易碎的脆性顆粒要小心分散,如玻璃珠,煤粉;經過表面包覆改性處理的顆粒,慎用超聲分散;要求觀察原始自然狀態的材料,不要分散;記錄結晶或其他化學反應過程的不要分散。

濟南微納顆粒儀器股份****

中國顆粒測試技術的領航者

雷射粒度儀的工作原理

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一 改建原因 重點實驗室新購置一台動靜態雷射光散射儀 現放置於710實驗室內 用於測定高分子聚合物粒徑大小和分布 重均分子量 mw 迴旋半徑 rg 第二維利係數a2 構象與分形維數等。由於動靜態雷射光散射儀對實驗室無塵,通風的環境要求較為嚴格,灰塵會對實驗結果造成較大的影響,特別是放置樣品池的敞口石...

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