粒度分析基本原理(2)

1970-01-01 08:00

布朗运动位移和重力沉降位移的比较

颗粒直径（μm） 0.10 0.25 0.50 1.0 2.5 10.0 1.0秒内的位移（μm） 70℉在空气中（1个大气压）布朗运动 29.4 14.2 8.92 5.91 3.58 1.75 重力沉降 70℉在水中重力沉降布朗运动 1.73 2.36 0.005 6.3 1.49 0.0346 19.9 1.052 0.1384 69.6 0.745 0.554 400 0.334 13.84 1550 0.236 55.4 摘自参考文献2

竞争过程的比较。可以看出，高岭土的，因为不可能在二甲如果对小于2 μm的颗粒使用沉降苯、丁醇和其它导电不沉降，会产生非常大的误差% 激光良的溶液中测量。（大约20%），对于0.5 μm颗 ? 这种方法需要校准标准，粒误差会超过100%。昂贵并且在蒸馏水和电沉降方法给出的答案小于事粒度解液中可能改变大小实，这就是为什么有些制造商图6 （参考文献2）。对于粒会欺骗自己。总起来说，对于电阻法（库尔特颗粒计数器）度分布较广泛的材料而颜料用户而言，这种方法的主这种方法于二十世纪五十年言，这种方法比较慢，要缺点如下：代中期为血细胞计数而开发。因为必须改变孔径，而? 测量速度。平均测量时血细胞样品是在稀释的电解且有堵塞较小孔的危险。

间是25分钟至1小时，液中的单分散悬浮液。它的操? 这种方法的低限由可以很难重复分析，并增加作原理非常简单。浸在电解质获得的最小孔径决定，了再附聚的可能性。中的玻璃容器中有一个孔或在大约2 μm以下测量不? 精确的温度控制。必须口。稀释的悬浮液流过这个孔易。当然，它不可能测

这样做以防止温度梯度的同时在孔的二侧施加电压。量0.2 μm的TiO2。和粘度变化。当颗粒流过孔时，电阻改变，? 多孔颗粒会给出显著误? 不能处理不同密度的混这由电压脉冲或尖峰指示。在差，因为测量的不是颗

合物-许多颜料是色素和较早的仪器中，所测量的峰高粒的外围大小。增补剂/填充料的混合物。与标准乳胶的峰高来相比。因? 密实的材料或大材料难

以强行通过小孔，因为颗? 使用X射线。有些系统此这种方法不是绝对的，而是

粒在这个之前已沉降了。使用X射线，在理论上，比较性的。颗粒通过小孔的定

总而言之，这种方法用应对人员进行监测。位问题可以通过测量峰下面因此，

? 范围有限。对于小于2 积而不是峰高来解决。对于血于血细胞是极好的，但对于许

μm的颗粒，由于布朗运细胞这种方法是非常卓越的，多工业材料而言，是很难把握动占有优势，测量是不该方法既能给出计数又能给的。会精确的。大于50 μm，出体积分布。对于真实的工业沉降是湍流的，而不能材料，比如颜料，则有许多基显微镜方法用斯托克斯定律。本缺点：这是一个很好的方法，因为它 ? 难以测量乳剂。（喷雾是

允许直接查看所被讨论的颗

图6给出了沉降和激光光衍不可能的！）干燥粉末必

粒。因此，可以看到颗粒的形

射结果之间预期的差异。须悬浮在介质中，因此

状，也可以用来判断是否达到

不能直接测量。

了良好的分散或者样品中是

? 必须在电解液中测量。

否存在凝聚。这种方法相对廉

对有机材料，这是很难

价，并有些显微镜系统可用图在温度方面）以及优于? 颗粒是不透明的与不透像分析来获得数量分布。较长波长激光二极管的光的。由于1克10 μm颗粒（密度信噪比。可以预期当较对于许多材料而言，这些假设

2.5）中含有760×10个颗粒,小的激光二极管波长达永远都是不正确的。对于小材显微镜远不能分别检查所有到600 nm以下并且变得料，它们会产生接近30%的的颗粒。显微镜方法只能用于更可靠时，激光二极管误差，尤其是当材料和介质的作为质量或生产控制的简单会开始替代笨重的气体相对折射率接近于1时。当颗判断方法。这种方法只检查相激光器。粒大小接近于光的波长时，散对较少的颗粒，有可能采样不? 适当的检测器。通常这射成为复变函数，存在最大值具有代表性。此外，如果以此是一块有许多离散检测和最小值。最新的仪器（例如测量重量分布，误差会被放大器的光敏硅片。可以证马尔文仪器的Mastersizer -丢失或忽略一个10 μm颗粒明有一个最佳检测器数2000）使用完全米氏理论，彻与忽略1000个1 μm颗粒的量。一味地增加数量并底解开了光与物质的相互作结果是一样的。不意味着增加分辨率。用方程。这允许在很宽粒度范电子显微镜需要精心的样品(对于用在约1 nm-1 μm围内得到完全精确的结果（典制备，而且速度慢。使用手动范围内的光子相关光谱型的是0.02-2000 μm）。米氏显微镜，检查的颗粒很少（对学方法（PCS）而言，散理论假设颗粒的体积而不是于一个熟练的操作员来说，一射光的强度是如此低，弗朗霍夫近似的投影面积假天可能检查2000个），而且操以至于需要光电倍增管设。对这种完全精确的“惩罚”作员会很快疲劳。和信号相关器以便了解是材料和介质的折射率包括这里也有“我们测量哪个尺信息的意义)。折射率的吸收部分必须已知。寸？”的问题，因此，对于同? 使样品通过激光束的一然而，对于大多数用户而言，一个样品，会有很大的因操作些方式。实际上，通过这是不成为问题，因为这些数员不同而产生的可变性。与衍把气溶胶喷射通过光束值通常是已知的，或者是可以射法结合，显微镜可成为表征而直接测量气溶胶喷雾测量的。颗粒特性非常有价值的手段。是可能的。这使传统上激光光衍射向最终用户提供非常难的测量变得极其以下优点：激光光衍射简单。可以通过加压方? 这种方法是按照基本科

学原理设定的绝对方法。

这种方法应该更准确地称为式使干燥粉末吹过光束，

因此，不需要对照标准

小角激光光散射（LALLS）。并吸入真空吸尘器中，来校准仪器-实际上，没在许多行业中，这种方法已成以防止灰尘喷射到环境有真正的方法可以校准为特性和质量控制的首选标中。悬浮的颗粒可以通激光衍射仪器。

可以以某些可追踪的标准。按照ISO13320,这个方法过在激光束前再循环样

准样品的预期值来对仪的适用范围为0.1-3000 μm。品进行测量。

器进行验证。

这个领域中使用的仪器，是在较早的仪器和一些现有的仪

? 很宽的动态范围。最佳

过去20年左右时间里开发的。器只依赖于弗朗霍夫近似，它激光光衍射仪器允许用这种方法依赖于最大光强衍假设：户在比如从0.1至2000射角与粒度成反比的事实。 ? 颗粒比所用光的波长大微米范围内测量。(只要

材料在悬浮状态下而不仪器组成：得多（使用He-Ne激光

沉降，较小的样品? 激光，是有固定波长的器时，ISO13320对此定

（1nm-1μm）可以用光子

相干强光源。He-Ne气体义为大于40倍的波长即