云顶娱乐游戏平台官网激光粒度仪在色釉料行业
分类:仪器发展

激光粒度仪是专指通过颗粒的衍射或散射光的空间分布来分析颗粒大小的仪器。在建材、化工、冶金、能源、食品、电子、地质、军工、航空航天、机械、高校、实验室,研究机构等领域有着广泛应用。此外,在我国色釉料行业中,激光粒度仪也发挥着重要作用。

编者按:粉体的粒度及粒度分布是衡量产品质量的关键性指标,而目前最火的粒度检测方法之一就是激光粒度仪了。这种粒度检测方法不受温度变化、介质黏度、试样密度及表面状态等诸多因素的影响,具有测试速度快、测量范围广、便捷易操作等特点。放眼市场,激光粒度仪的品牌和型号也可谓五花八门,琳琅满目。但值得称道的激光粒度仪虽然不胜枚举,却仍然会收到诸多因素的影响,造成检测结果的不稳定。太原理工大学矿业工程学院的专家张国强就深度剖析了7大影响激光粒度仪检测结果的因素。

2018年10月17-19日,为期三天的第十六届中国国际粉体加工/散料输送展览会在上海世博展览馆盛大举办。作为国际化大型盛展,业内优质厂商齐聚一堂,共谱粉体行业华丽篇章。借此良机,全球激光粒度仪领先品牌马尔文帕纳科旗下全资子公司珠海欧美克仪器有限公司携高端NS-90纳米粒度分析仪等多款重量级产品盛装出席,多方位展示了品牌的精品风采。 随着新材料、新能源、生物医药、纳米技术等新兴行业的迅速发展,颗粒表征市场需求与日俱增。在此市场背景下,我国物理特性分析仪行业不断推陈出新,涌现出一批批品质仪器,在市场反响不凡。欧美克正是其中的佼佼者。 作为中国著名的颗粒测量仪器制造商,欧美克自成立以来,始终秉承“绝对诚信”的核心价值观,管理理念先进、技术支持强大,为客户提供优秀的粒度检测产品与服务。目前,主要包括激光粒度分析仪、电阻法颗粒计数器、颗粒图像分析处理系统等三大系列产品。引进国际一流技术,辅之强大的本土化营销体系以及完善的服务共同铸就了欧美克品牌的卓越与领先。 恰逢盛展召开之际,欧美克倾心准备,隆重展示纳米粒度分析仪、动态图像仪等多款创新力作。展会现场十分火爆,参观咨询者络绎不绝。 据现场负责人介绍,NS-90纳米粒度分析仪是欧美克继2014年成功推出TopSizer 高性能激光粒度分析仪之后,继续引进和吸收马尔文帕纳科的先进颗粒表征技术,结合中国用户的市场应用特点和需求专门推出的一款国内领先的纳米级粒度分析仪器。 该仪器性能优异,设计领先。用户使用90°动态光散射技术测量粒子和分子大小,静态光散射法测定蛋白质与聚合物的分子量;在众国产品牌中独家主配雪崩式光电二极管检测器,系统灵敏度远远高于光电倍增管检测器;更使用高端He-Ne气体激光器,加上精确的内部温控技术,密闭光路以及先进软件算法,保障数据重复性、准确性以及0.3纳米的测试下限;同时支持SOP标准操作,以及测量数据智能评估,方便用户使用。 另一款全新产品DS-1000动态图像仪是欧美克与马尔文帕纳科合作开发的一种新型动态在线颗粒图像分析仪器。该仪器既可以作为独立的动态图像仪使用,亦可作为图像附件链接激光粒度分析仪使用。DS-1000采用专利的无透镜成像技术,观测粒度范围广,可实时测量包括粒度、圆度和长径比分布等颗粒形态数据。另外,因能够在线自动探测异常颗粒,DS-1000提供了一种简便有效的粉体颗粒质量控制新方法。当连接激光粒度仪使用时,DS-1000则不仅提供额外的颗粒形态数据,而且能够帮助用户更快地找到最佳测试条件,提高测试结果准确性。 欧美克经营卓有成效,领袖同群。公司凭借深厚的测量理论研究功底和活跃的技术创新能力,取得多项专利及有价值的成果。为了更好地开拓市场,在市场竞争中处于主动地位,欧美克精心培育用户群体。如今,在北京、上海、郑州、淄博、成都分别设立了办事处,用户超过6000家,涉及粉体生产企业、高等院校、科研院所等不同领域,并出口至多个国家和地区。 精诚所至,金石为开。欧美克不断挑战自我,全力维护品牌影响力。在日趋激烈的市场竞争下,欧美克不断提供性价比更高的产品,巩固公司的领先地位。未来,在思百吉先进的国际管理经验和强大的研发团队支持下,欧美克的国际化道路必将勇往直前!

在粒度测量领域,随着科技的发展,相应的测量仪器设备也在不断的发展变化。最初采用的是标准筛,精度较低且无法得出详细的粒度分布。后来则发展为应用沉降式粒度仪,但是操作较为繁琐,重复性差。而目前色釉料行业应用最为广泛的设备,则发展为激光粒度分析仪,能够解决上述问题。

专家观点:

在色釉料行业,最传统的方法是筛分法检测粒度,尽管方法较为落后,但是传统用户普遍比较认可。一些用户会用激光粒度仪在某粒径点上的累积值与筛分的筛下百分含量进行对比,认为如果二者结果一致才算精确。受制于传统生产工艺,很多用户会不理解二者之间出现的差异,并要求供应商修改激光粒度分析仪测试结果。但是这只会使仪器测试结果失真,事实上不同原理的测量结果本就不该一致,而激光粒度分析仪测试显然更加成熟先进。

目前市面上的激光粒度分析仪其基本原理均为米氏散射理论及其近似理论。包括测量纳米级颗粒所使用的动态光散射原理也是借助米氏散射理论而补充完善起来的 。米氏散射理论把待测颗粒等效成各向同性的球形粒子,在入射光照射下根据麦克斯韦电磁方程组,可以求出散射光强角分布的严格数学解。 利用米氏散射理论的基本公式进一步求出此时散射光强分布对应的颗粒粒径。米氏散射理论通过测量待测样品的散射光强分布巧妙地解决了超细颗粒的粒度测量问题,但由于基于米氏理论的激光粒度测量技术本身的复杂性,提前预先设定的边界条件并不能全面地反映实际样品的具体情况。 同时商品化的激光粒度分析仪由于受生产厂家技术实力水平的限制,导致各厂家仪器的内部构造与算法程序等方面均存在差异。

此外,很多人会发现不同的激光粒度仪测试结果有差异,这主要是由于不同仪器的光学结构、数据分析软件、仪器工作状态等存在差异。而制备适合于本行业的标准样品用以校正仪器,也是最为稳妥的方法。

为探究粉体粒度测试评价用标准样品的特性,为激光粒度分析仪生产厂家提供优化仪器性能的理论依据,为粒度检测用户提供评价激光粒度测试结果可靠性与准确性的依据。下面我将对激光粒度仪测试结果的重要影响因素进行分析:

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复折射率

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激光散射法粒度测量的对象一般是微米级的粒子,这些粒子的光学常数并不能简单看成

粒子材料的光学性质,而是指颗粒的复折射率n’,其定义为:n‘=n+ik。其中 n 为通常所说的折射率,虚部k表示光在介质中传播时光强衰减的快慢,即吸收系数,有时也被称作吸收率。

复折射率的选择合适与否直接影响到粒度检测结果的准确性与可靠性,但是影响待测颗粒复折射率的因素较多,难以确定其准确值,所以到目前为止在激光粒度测量领域中仍旧没有确定复折射率的统一方法 。在实际的粒度检测过程中,一般只是对同种物质使用一个固定的复折射率,这样的测量结果必然会与样品的真实值有较大偏差。 但是如果针对不同粒

度区间的颗粒都去寻找其复折射率,却又不现实的。

折射率

Mie 散射理论是麦克斯韦电磁方程组的严格解,激光法检测的前提假设是粉体粒子是球形且各向同性的,大多数晶体在不同的方向上有不同的折射率。由于不同厂家的设备中光能探测器的数量、空间分布位置、灵敏度的不同也会导致检测结果的差异。

内置算法

由于光强分布的差异,不同粒度仪生产厂家所采用的软件内置算法不同,造成系数矩阵的计算结果差异,由此给反演带来不同程度的误差。

内外复折射率

球形石英粉等颗粒,在高温环境下烧灼成型。由于既要成球,又要熔透转变为非晶型或不定形,其技术难度很高。 所以在生产过程中会有部分无定形态的熔融石英包裹在结晶石英上,以及熔融石英内部含有空心气泡。这种颗粒被称为双层颗粒,颗粒内外复折射率不同,导致激光法测量时可能带来较大误差,据相关文献,最大误差可能超过 50%。

(5)反常异动现象

有研究者发发现在有些折射率下对于部分粒径区间,随着粒径的变小,散射光强分布主峰会向探测器内侧移动,而正常情况下应向探测器外侧移动,从而影响粒度检测的结果。 这种现象被称为散射光能分布的反常移动现象。

分散状态

使用激光粒度仪检测过程中,需注意保证待测颗粒处于良好的分散状态。 当前市面上的主流激光粒度仪, 基本上都带有离心循环分散和超声分散两种分散模式,所以对于这种类型仪器的用户,不建议测试前的机外分散, 因为在用烧杯将分散后的溶液导入循环槽的过程中极易在杯底残留部分大颗粒,导致测试结果产生误差。 在仪器中分散样品时,应注意根据物料性质调整超声和离心循环分散的功率,太大容易导致气泡的产生,太小则容易导致分散效果变差和大颗粒沉底。

仪器的保养程度

激光粒度仪的保养程度,对检测结果有较大影响。激光粒度仪需要定期标定维护。在实际的使用过程中发现,部分样品极易在测试过程中附着在仪器的管路内部,从而混入之后的测试样品中带来测试误差。而仪器自带的清洗功能很难解决这类问题,需要在激光粒度测量中引起足够重视。

鉴于激光粒度测量过程中的影响因素过多,各种样品不同粒级区间的复折射率难以确定,所以目前来看并没有可靠地依据来证明激光粒度测试的准确性,这也是激光粒度检测急需解决的问题。在对粉体粒度要求较高的领域,可以采用多种粒度检测手段,综合比较检测结果,来得到较为可靠的粉体粒度值。此外研制并推广国家及行业内认可的激光粒度分析标准样品,也是一个解决激光粒度检测差异性的实用方法。

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