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为什么要测粒度(粒度的检测方法)

为什么要测粒度(粒度的检测方法) 粒度测试中常见的问题和粒度分析仪开发中的难点是什么?

激光粒度分析仪是指以激光为检测光源的粒度分析仪。我国激光粒度仪的发展始于20世纪80年代,天津大学、暨南大学、上海科技大学、丹东代表处等单位先后做了大量工作,最近十年取得了明显的突破。

激光粒度分析仪采用激光散射法,测量范围宽(通常为0.1 ~ 3500μ;m)、粒度分析速度快、重现性好、可在线测量等。,在科研和生产过程中的粒度控制中发挥着重要作用。此外,激光粒度分析仪可以获得各种粒度数据,如体积、平均粒度、比表面积、区间粒度分布和累积粒度分布。

一、激光粒度分析仪的四大原理

1.基于静态光散射原理,即根据不同大小的颗粒散射光的角度分布不同的原理,测量颗粒大小的仪器;

2.基于动态光散射原理(光子相关光谱),即根据微小粒子(通常小于1 &μ;m)液体中的布朗运动引起散射光的频移(或相变),散射光相互干涉,使一个观测点的散射光强随时间变化。测量颗粒大小的仪器;

3.光致抗蚀剂颗粒计数器;

4.光脉冲粒度分析仪。

二。粒子测试中的常见问题

1、颗粒太小。

颗粒越细,散射光的角度越小。当粒径达到亚微米级时,散射角大于90度的散射光会明显增强。微小颗粒的散射光甚至在360度内都有分布,如图1所示。

2.颗粒太大了。

大颗粒的散射角很小,不容易分辨和测量,如图2所示。当颗粒的几何尺寸大于500微米时,散射光的散射角极小,颗粒尺寸与时间微米的散射角相差很小,现有技术不易精确测量。

为了有效区分大颗粒的光强分布,我们可以简单地加长聚焦透镜的焦距(比如500 mm甚至1000 mm以上),但是大焦距会大大增加激光粒度仪的体积,对小颗粒的大角度散射光的检测非常不方便。同时,镜片的加工精度也会更高。这种技术难度使得常规激光粒度仪的真实测量上限很难超过1000微米。

3.散射光检测存在盲点。

无论设计什么样的激光粒度仪,都有一个测量窗口,在这个窗口内,样品被充分分散,被激光照射产生散射光。如图3所示,由于机械结构和光学玻璃的全反射,传统的测量窗口总是存在散射光检测的盲区。这个盲区大致分布在75-105度和255-285度。

4、散射光强度差太小。

颗粒越小,360度空范围内分布的散射光的光强差越小。当粒子达到一定极限时,光强差会小到几乎难以分辨。这时就达到了激光粒度仪的测量极限。从图4可以看出,当粒子小到一定程度时,光强矢量图无限接近一个圆(粒子无限接近圆心),此时的光强差很难分辨。光学设计的障碍和散射光的特性决定了常规激光粒度仪的测量下限一般在0.2微米左右。

3.三种新型国产粒度分析仪的开发难点。

四。国产激光粒度分析仪展望

作为实验室(相对于在线)测量亚微米颗粒的主流仪器,国产品牌的激光粒度仪在国内占据了主要的市场份额。但就技术水平而言,在测量亚微米范围和广泛分布的样品方面,国产设备与世界先进水平还有一定差距。

虽然中国的粒度测试技术已经有了很大的进步,但是原创性的工作,尤其是从整机或者说整个方法都是中国人发明的这一点来说,应该更加努力的学习。

 
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