在現(xiàn)代材料科學(xué)與工業(yè)應(yīng)用中,激光粒徑分析作為一種高效、精準(zhǔn)的粒度檢測技術(shù),對粉體材料的質(zhì)量控制、產(chǎn)品性能優(yōu)化以及研發(fā)創(chuàng)新具有重要意義。隨著科技的不斷進(jìn)步,激光粒徑分析儀在化工、醫(yī)藥、建材、能源等多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而,測試條件對激光粒徑分析結(jié)果的準(zhǔn)確性有著不可忽視的影響。因此,深入研究并優(yōu)化激光粒徑分析的測試條件,對于提高測量精度、確保數(shù)據(jù)可靠性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
《2025-2030年中國激光粒徑分析儀行業(yè)市場調(diào)查研究及投資前景分析報(bào)告》激光粒徑分析是一種基于激光衍射原理的粒度測量技術(shù),通過分析樣品顆粒在液體中的散射光強(qiáng)數(shù)據(jù),反演得到粒徑分布。測試條件包括樣品的預(yù)處理、遮光率、泵速等,這些因素共同決定了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。在實(shí)際應(yīng)用中,不同粒徑的樣品對測試條件的要求有所不同,因此需要根據(jù)樣品特性進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。
(一)超聲處理的影響
激光粒徑分析行業(yè)影響分析提到超聲處理是激光粒徑分析中常用的樣品預(yù)處理方法,通過超聲波的機(jī)械振動使樣品顆粒均勻分散在介質(zhì)中,提高分散物的均勻性和穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)表明,對于粒徑小于1μm的樣品,超聲處理時間對測試結(jié)果影響顯著。超聲60分鐘以上,樣品的微分分布逐漸穩(wěn)定,D10和D50數(shù)據(jù)也趨于穩(wěn)定。因此,對于1μm及以下的樣品,建議進(jìn)行外部超聲處理,超聲時間不少于60分鐘。
對于粒徑在50μm左右的樣品,超聲處理與否對測試結(jié)果影響不大,微分分布和D10、D50、D90數(shù)據(jù)基本一致。因此,50μm左右的樣品可以不進(jìn)行超聲處理,直接測試。
對于粒徑在500μm及以上的樣品,超聲處理對測試結(jié)果影響較小,但D90數(shù)據(jù)可能會因大顆粒的隨機(jī)性而出現(xiàn)波動。因此,對于500μm及以上的樣品,建議不進(jìn)行超聲處理,但需多次測量求平均值以減小誤差。
遮光率是激光粒徑分析中的一個重要參數(shù),它反映了樣品在測試過程中的濃度。實(shí)驗(yàn)表明,遮光率對測試結(jié)果有顯著影響。對于1μm粒徑的樣品,遮光率在5%到8%之間時,測試結(jié)果最為可靠,微分分布及D10、D50和D90數(shù)據(jù)基本一致。遮光率超過10%時,由于小顆粒的多重光散射,測試結(jié)果會偏小。
對于50μm粒徑的樣品,遮光率在10%到15%之間時,測試結(jié)果最為可靠,微分分布和D10、D50、D90數(shù)據(jù)差別不大。對于500μm粒徑的樣品,遮光率在10%到20%之間時,測試結(jié)果最為可靠,粒徑分布相對一致。
泵速是指進(jìn)樣器的攪拌速度,它決定了進(jìn)樣量及進(jìn)樣均勻性。實(shí)驗(yàn)表明,泵速對測試結(jié)果的影響隨著粒徑的增加而增強(qiáng)。對于1μm粒徑的樣品,泵速在2000到3000r/min之間時,測試結(jié)果最為可靠。對于50μm粒徑的樣品,泵速在1500到2500r/min之間時,測試結(jié)果最為可靠。對于500μm粒徑的樣品,泵速在2500到3500r/min之間時,測試結(jié)果最為可靠。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以總結(jié)出以下針對不同粒徑樣品的測試條件優(yōu)化建議:
對于粒徑小于1μm的樣品,建議進(jìn)行外部超聲處理,超聲時間不少于60分鐘,遮光率控制在5%到8%,泵速選擇2000到3000r/min。
對于粒徑在50μm左右的樣品,可以不進(jìn)行超聲處理,遮光率控制在10%到15%,泵速選擇1500到2500r/min。
對于粒徑在500μm及以上的樣品,可以不進(jìn)行超聲處理,遮光率控制在10%到20%,泵速選擇2500到3500r/min。若對D10及D90數(shù)據(jù)要求較高,則建議多次測量求平均值。
對于1μm到500μm之間未知粒徑分布的樣品,應(yīng)根據(jù)具體的分散情況判斷其是否需要超聲處理,在遮光率和泵速的選擇上應(yīng)盡量接近上述重復(fù)部分,遮光率可選擇15%,泵速可選擇2500r/min,多次測量求平均以達(dá)到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分布。
六、總結(jié)
激光粒徑分析作為一種重要的粒度測量技術(shù),在材料科學(xué)和工業(yè)應(yīng)用中具有廣泛的應(yīng)用前景。通過優(yōu)化測試條件,包括樣品預(yù)處理、遮光率和泵速等,可以顯著提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。本文通過實(shí)驗(yàn)研究,提出了針對不同粒徑樣品的測試條件優(yōu)化建議,為激光粒徑分析的實(shí)踐應(yīng)用提供了可靠的參考依據(jù)。未來,隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,激光粒徑分析將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,為材料研發(fā)和質(zhì)量控制提供更加精準(zhǔn)的技術(shù)支持。