激光粒度儀基礎(chǔ)知識(shí)講解

任中京教授主講：激光粒度儀基礎(chǔ)知識(shí)1什么是顆粒？顆粒是指具有一定尺寸和形狀，存在于另一種連續(xù)介質(zhì)中的的微小物體。粉體是 由存在于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(tǒng) 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(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中連 續(xù)介質(zhì)與顆粒一起組成了顆粒系統(tǒng)。顆粒稱為分散相，介質(zhì)則稱為連續(xù)相。我們說(shuō)的顆?！背叽缤ǔＴ?毫米以下。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(guān)于粒度與粒徑的概念顆粒的大小統(tǒng)稱為粒度(particlesize)。具體地說(shuō)，球形顆粒的粒度用他的直徑 表示稱為粒徑(particlediamite)”非球形顆粒沒(méi)有直徑可言，就采用等效粒徑"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(shuō)來(lái)粒徑是 比粒度更為具體更為準(zhǔn)確的物理概念，粒度則是一種概括的說(shuō)法。3、 顆粒大小如何分類？納米顆?！敝?-100nm尺度的顆粒；微米顆粒”指1-1000微米的顆粒；亞微米顆?！敝?.1-1微米的顆粒。超細(xì)顆?！笔羌{米顆粒與亞微米顆粒的總稱； 細(xì)粉”指1-100微米的固體顆粒； 粗粉”指100-1000微米的固體顆粒；超過(guò)1000微米的特大顆粒則進(jìn)入塊狀物體的范疇了。不的行業(yè)還有很多不同的說(shuō)法，統(tǒng)一這些 說(shuō)法有利于技術(shù)交流。4、 我們?yōu)槭裁搓P(guān)心顆粒的大?。款w粒大小與顆粒的幾乎所有性能的發(fā)揮密切相關(guān)，水泥的水化反應(yīng)、涂料的附著 力、電池材料的充放電、藥品被人體的吸收效率無(wú)一不與顆粒的大小有關(guān)。因?yàn)?在顆粒體系中顆粒與介質(zhì)的界面大小決定了顆粒的活性，描述顆?；钚钥捎脝挝?質(zhì)量的顆粒表面積表征，稱為比表面積，顆粒越小比表面積越大，顆粒的活性越強(qiáng)。這是人們關(guān)心顆粒大小的根本原因。5、 激光粒度儀測(cè)試原理。根據(jù)激光散射原理，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。激光粒度儀就是通過(guò)檢測(cè)顆粒群的散射譜反演顆粒大小及其分 布的。6、 何為光學(xué)濃度？遮光率又稱光學(xué)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激光輸出總能量（扣除背景散射）之比。7、光學(xué)濃度與顆粒重量濃度有什么不同？光學(xué)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(guān)，顆粒越小，比面積越大，遮光能力就越強(qiáng)。因此體積濃度相同的兩種樣品在激光粒度儀中，小顆粒會(huì)顯示出更大的光學(xué)濃度。8He-Ne激光器的優(yōu)缺點(diǎn)氦氖激光器是使用時(shí)間最早，技術(shù)最成熟，應(yīng)用最為廣泛的激光器之一。氣體原 子具有確定的能級(jí)結(jié)構(gòu)，在外界的電子激發(fā)后發(fā)生能級(jí)躍遷產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，產(chǎn) 生受激輻射，發(fā)出激光。因此氦氖激光波長(zhǎng)是純凈的單色光，線寬極窄，波長(zhǎng)誤 差只有幾納米，因此具有極大的相干長(zhǎng)度。有些靠能帶躍遷發(fā)光的激光器如 LD的單色性與相干性無(wú)法與之相比。原子能級(jí)結(jié)構(gòu)是確定的，因此激光不受溫度波 動(dòng)影響。加上諧振腔的作用保障了激光輸出具有良好的準(zhǔn)直性，發(fā)散角只有幾個(gè) 毫弧度。在需要良好單色性、相干性和準(zhǔn)直性的場(chǎng)合，特別是精密測(cè)量領(lǐng)域，氣 體激光器具有不可動(dòng)搖的地位。氦氖激光器主要缺點(diǎn)是需要高壓直流供電，需要較高的技術(shù)含量，與 LD相比成本較咼。9、 SOP的含義是什么？他在顆粒測(cè)試中有什么作用？SOP的含義是標(biāo)準(zhǔn)化操作程序”，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的儀器中一般都配用 SOP。測(cè)試固定種類的樣品時(shí)，可將測(cè)試經(jīng)驗(yàn)固定成為標(biāo)準(zhǔn)程序，啟動(dòng)此程序，樣品分 散、測(cè)試記錄、數(shù)據(jù)分析、報(bào)告打印、系統(tǒng)清洗，整個(gè)測(cè)試過(guò)程實(shí)現(xiàn)一鍵操作。 這不僅降低了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，更重要的是減少了人為因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的干 擾，提高了測(cè)試結(jié)果的可比性。10、 樣品分散的方法為了獲得一次粒徑的正確數(shù)據(jù)，粒度測(cè)試中常常需要將團(tuán)聚的顆粒集合體打開(kāi)， 形成顆粒單體并保持均勻分散在介質(zhì)中，這個(gè)操作稱為 分散”。激光粒度儀對(duì)分散系統(tǒng)的要求是分散而不離析”顆粒在液體介質(zhì)中可以采用的濕法分散技術(shù)有：超聲分散，利用超聲波在液體中傳播時(shí)的空化作用將團(tuán)聚體解聚； 機(jī)械攪拌分散，利用葉片旋轉(zhuǎn)的機(jī)械作用使顆粒解體并在容器中均勻分布； 液體循環(huán)，使用泵驅(qū)動(dòng)懸浮液高速流動(dòng)，促使顆粒在整個(gè)分散系統(tǒng)中保持分布均勻防 止大顆粒沉降。電性分散劑，有些樣品需要采用化學(xué)分散的方法，加入適量的分散劑改善顆粒表面的能以維持分散狀態(tài)。電性表面預(yù)處理，有些樣品與介質(zhì)之間不親和，表現(xiàn)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(jìn)行預(yù)處理，以便使其在水中易于分散。顆粒在空氣中可以采用干法分散技術(shù)：干法分散的核心部件是分散泵，分散泵的作用（1）利用氣源的高速氣流形成的負(fù)壓把干燥粉末吸入泵體與氣流混合，（2）高速氣流又稱為紊流，顆粒在紊流中受到復(fù)雜的流體力學(xué)作用，包括正激波的沖擊，旋轉(zhuǎn)氣流的剪切，顆粒的附壁 效應(yīng)及顆粒間碰撞等，使團(tuán)聚顆粒分解為單體達(dá)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