Moderne Methodes van de Karakterisering van het Deeltje - de Gegevens van de Leverancier Door Micromeritics

Besproken Onderwerpen

Achtergrond

De Technologie van het Fijne Deeltje

Oude Technologieën

Poreusheid, de Grootte van het Deeltje en de Geologie

Deeltjes In De Lucht

De Optimale Grootte van het Deeltje

Oppervlakte Aan de Verhouding van het Volume

Poreusheid

Gedrags Aspecten van de Systemen van het Fijne Deeltje

Het Meten van de Grootte van het Deeltje

De Grootte van het Deeltje

Gelijkwaardige Sferische Diameter

De Sedimentatie van de Röntgenstraal

De Snelheid van de Sedimentatie van Opgeschorte Deeltjes

De Analyse van de Sedimentatie

Het Statische Lichte Verspreiden zich

De Verspreidende Kenmerken van het Patroon

High-Resolution Hoekige Opsporing

Vloeibare Stevige Verspreiding

Elektro het Ontdekken Streek

Oppervlakte

De Moleculaire Metingen van de Oppervlakte van het Niveau

De Theorie van de Adsorptie

De Functionele Theorie van de Dichtheid

De Grootte en het Volume van de Porie

Het In Brand Steken en het Sinteren

De Grootte van de Porie

Het Bepalende Volume van de Porie

Microporous Materiële Analyse

Dichtheid

De Bepaling van het Volume en van de Dichtheid

De Dichtheid van de Envelop

Bulk Dichtheid

De Actieve Karakterisering van de Oppervlakte

Chemisorptie

Katalysators

De Instrumenten van de Chemisorptie

TPD, TPR EN TPO

Temperatuur Geprogrammeerde Vermindering

Temperatuur Geprogrammeerde Oxydatie

Temperatuur Geprogrammeerde Chemisorptie

Het Statische Volumetrische Systeem van de Chemisorptie

De Automatische Vermindering van Gegevens

Nanomaterials

Micropores, Mesopores en Macropores

Conclusie

Achtergrond

Sinds voorgeschiedenis is de mens zich bewust van het belang van deeltjesgrootte in het veroorzaken van middelen en waren met gewenste eigenschappen geweest. Het Archeologische bewijsmateriaal wijst erop dat de verven die voor holmuurschilderijen mengsels van fijn verpulverd met pigment kleurend materialen, hoofdzakelijk koolstof, oker en hematiet zijn worden gebruikt. De Mens kwam realiseren dat het toevoegen van verpulverde materialen aan klei niet alleen zijn bruikbaarheid verbeterde, maar verbeterde het het drogen proces, verminderde inkrimping en veranderde de kenmerken van de resulterende schepen. Er ook is bewijsmateriaal van het gebruiken van deeltjes bepaalde grootte om poreusheid te controleren.

Voor vele eeuwen, werd het fijn verdeelde, gecalcineerde kalkpoeder of het gips dat met zand wordt gemengd gebruikt in pleister en bindmiddelen. Dan, ongeveer 2000 jaar geleden, verbeterden de Romeinen op de formule door vulkanische (pozzolanic) as toe te voegen, die een superieur hydraulisch cement produceerde dat in de bouw van vele structuren werd gebruikt die zich nog bevinden.

Vandaag, zijn de fijn verdeelde corpusculaire materialen en de voorwerpen die opnemen of uit deze fijne deeltjes veroorzaakt overal over ons. Omvat het Vaak ontmoete poeder cement, kalk, meststof, kosmetisch poeder, lijstzout en suiker, detergentia, bad en tandpoeder, koffieroomkan, zuiveringszout, en veel andere huishoudenpunten. De Producten waarin de integratie van poeder niet zo duidelijk is omvatten verf, tandpasta, lippenstift, mascara, kauwgom, magnetische opnamemedia, vele geneesmiddelen, gladde tijdschriftdekking, vloerbekledingen, en automobiele banden.

Dergelijke dagelijkse punten zoals gesmolten ceramische badkamersinrichtingen en vele kleine metaalvoorwerpen die door poedermetallurgie worden veroorzaakt verduisteren volledig hun oorsprong als poeder. De gouden versiering van vaatwerk, bijvoorbeeld, begon als zorgvuldig gecontroleerd fijn poeder. Zelfs microgolf gebruikt het koken deeltjestechnologie. De wens werd om sommige voedsel te bruinen dat door microgolf wordt gekookt opgelost door te verpakken van metalized polyethyleenterephthalate (HUISDIER) film, een materiaal dat fijn korrel metaalmateriaal bevat dat microgolven absorbeert en gelokaliseerde opgeheven temperaturen veroorzaakt.

De Technologie van het Fijne Deeltje

De toepassingen van fijn deeltjestechnologie in geen geval zijn beperkt tot commerciële producten, noch is de behoefte om de eigenschappen van fijn verdeelde materialen te bepalen die tot één terrein van technologie worden beperkt. Het begint in mijnbouw met het ontdekken van hoe boete een erts moet worden gemalen om het gezochte mineraal vrij te geven.

Oude Technologieën

De Gedetailleerde fysieke studies van archeologische punten wijzen erop dat deze processen in oudheid werden gekend. De Fijne ceramische artefacten wijzen op een kennis van verwerking natuurlijk - het voorkomen de rotsen en de mineralen om zuiverheid evenals van de deeltjesgrootte distributie in de klei te controleren, verglazen, en pigment. De Pleister die in het verfraaien van de piramides en de mortieren worden gebruikt die door Roman metselaars worden gebruikt wijzen op gelijkaardige aandacht aan deeltjesgrootte.

Poreusheid, de Grootte van het Deeltje en de Geologie

Vandaag wordt de poreusheid van kalksteen en zandsteen gekenmerkt door steengroevebron en betrekking gehad op zijn verwacht tarief van verslechtering in stedelijke milieu's alvorens het in restauratie van historische monumenten wordt gebruikt. De mortieren en de pleister die in oude en moderne tijden worden gebruikt zijn geheel zijn kenmerken bijna aan de selectie van de juiste grootte van de kalk en vullerdeeltjes verschuldigd.

De wetenschappers van de Aarde gebruiken deeltjestechnologie om diverse geheimen van aard op te lossen.

De Geologen bestuderen de weefselkenmerken van klastische rotsen om aanwijzingen aan de methodes van vervoer, het sorteren, en deposito van de fijne materialen te halen die in deze rotsen worden opgenomen. Dit verstrekt waardevolle informatie over de geschiedenis van natuurlijke gebeurtenissen en processen zoals waterstroom, winden, gletsjerbeweging, en mariene stromen die bij de afzettingsplaats voorafgaand aan lithification voorkwamen.

De geologen van de Aardolie bestuderen de fysieke kenmerken diep van lagen binnen de aarde om de capaciteit van het gebied te bepalen en de inspanning te beoordelen die wordt vereist om de aardolie te verwijderen. De Oceanografen meten kenmerken van marien sediment voor aanwijzingen aan zijn oorsprong evenals om zijn mechanische eigenschappen voor meertros te bepalen. De wetenschappers van de Grond onderzoeken kenmerken van near-surface gronden om kwaliteiten te beoordelen verbonden aan landbouwproductie. Veel van de fysieke kenmerken van belang voor deze wetenschappers zijn afhankelijk van kenmerken van de fijne deeltjes waarvan de materialen samengesteld zijn.

Deeltjes In De Lucht

Climatologists is betrokken bij deeltjes in de lucht die weer, en historische het deeltjesdeposito's van de climatologistsstudie in ijskernen als bewijsmateriaal van weerpatronen meer dan duizenden jaren beïnvloeden. Climatologists, de paleontologen en andere natuurlijke wetenschappers hebben de massauitsterven van de bewijsmateriaalaaneenschakeling aan een bovenmatig aantal fijne deeltjes in de hogere atmosfeer gevonden die zonne-energie van de oppervlakte van de aarde beschermde, in werking stellend een ketting van gebeurtenissen die flora en fauna wereldwijd verwoestte. De civiels-ingenieur bestuderen de korrelgrootte van subsurface gronden om ladings dragende mogelijkheden te beoordelen.

De Milieudeskundigen moeten de capaciteit adsorbentia zoals koolstofkorrels kennen om vlucht te verhinderen van schadelijke dampen in de atmosfeer. Zij moeten ook grond kenmerken om het filtreringstarief, de verspreiding, en de behoudkenmerken van gevaarlijke substantiemorserijen te bepalen. Deze bulkkenmerken, ook, zijn afhankelijk van de kenmerken van de individuele deeltjes die de massa samenstellen.

De Optimale Grootte van het Deeltje

Er zijn een optimale deeltjesgrootte, of minstens een kleinste en grootste aanvaardbare grootte, voor de meeste punten die deeltjes impliceren.

De smaak van zowel pindakaas als chocolade wordt beïnvloed door de grootte van hun respectieve ingrediënten. Het Uiterst fijne amorfe kiezelzuur wordt toegevoegd aan tomatenketchup om zijn stroom te controleren. De Farmaceutische tabletten lossen in onze systemen op aan tarieven die voor een deel door deeltjesgrootte en blootgestelde oppervlakte worden bepaald. Kleur grootte met pigment controleert de verzadiging en de schittering van verven. De plaatsende tijd van concrete, tandvullingen, en breken-been giet opbrengst overeenkomstig deeltjesgrootte en oppervlakteblootstelling.

Sommige materialen, gommen in het bijzonder, lossen niet in water op maar absorberen water om kleverige colloïdale sol te vormen. De deeltjesgrootte van het poeder bepaalt het type van verspreiding. De Grotere deeltjes vormen een onderbroken plantaardige gom en het fijne poeder brengt homogene verspreiding op. De eerstgenoemde is een efficiënt ingrediënt in laxeermiddelen terwijl de laatstgenoemde gebruik in kleefstoffen vindt.

Oppervlakte Aan de Verhouding van het Volume

Het Controleren van oppervlakte-aan-volume (oppervlakte-aan-massa) de verhouding is één reden om deeltjesgrootte te manipuleren. Een Andere moet interparticle poriegrootte en porievolume voor gespecialiseerde toepassingen controleren. Bijvoorbeeld, bij het wisselen van de 19de eeuw, werden de filters die de grootte van de submicronporie hebben geconstrueerd van diatomaceous aarde en werden gebruikt om bacterie te behouden. Nochtans, toonde men aan dat de besmettelijke deeltjes veel kleiner dan bacteriën konden door deze filters overgaan, die tot bevestiging van het bestaan van unfilterable besmettelijke elementen genoemd leiden virussen `'.

Poreusheid

De oppervlakte en poreusheid als functie van deeltjesgrootte of de oppervlakte en poreusheidsonafhankelijke van deeltjesgrootte is andere fysieke kenmerken die een belangrijke rol in deeltjestechnologie spelen. De doeltreffendheid van geurvlekkenmiddelen hangt van de actieve oppervlakte van het adsorbens in hen af. De strakheid van het weefsel van een doekregenjas, en daarom zijn poreusheid, wordt aangepast aan de penetratie van het vertragingswater maar vergunningslucht en damppassage voor comfort. De handdoeken en de weefsels van het Adsorbens, anderzijds, worden gemaakt om poriën gemakkelijk te hebben die wiek op vloeistoffen. De uiteinden van viltpennen hebben een nog verschillend vereiste: hun poriestructuur moet een kleverige inkt houden maar geeft het vrij wanneer samengeperst.

De poriestructuur van prothetische apparaten beïnvloedt al dan niet het weefsel zal vastmaken. Er is zelfs een aansluting tussen de Sfinx van het plateau van Giza van Egypte en poreusheid. De Sfinx kan tot dankzij het openbaren van zijn ware tijd worden gedwongen de poreusheid van de steen waarvan het wordt gemaakt. Een model van het verweringsproces dat op de poreusheid van de steen wordt gebaseerd is voorgesteld die een chronologie terug naar de datum van zijn verwezenlijking kan opbrengen.

Gedrags Aspecten van de Systemen van het Fijne Deeltje

Vele gedragsaspecten van fijn deeltjessystemen gebeuren eenvoudig wegens de vrij hoop van oppervlakte die aan zijn omgeving wordt blootgesteld. Aangezien de kwestie wordt onderverdeeld, de vrije energie van de systeemverhogingen evenredig aan de gecreeerde hoeveelheid nieuwe oppervlakte. Het werk dat wordt vereist om de nieuwe oppervlakte te bereiken is gelijk aan of groter dan de verhoging van vrije energie. Nochtans, dicteren de wetten van thermodynamica dat een systeem spontaan de laagste vrije energie zal zoeken verklaart die in de omstandigheden mogelijk is. De studie van het gedrag van het systeem in het streven van naar deze staat, en hoe het kan worden gemanipuleerd en worden gebruikt is het domein van fijn deeltjestechnologie.

Een gedacht experiment dat deze hoofden toelicht is als volgt. Overweeg een container olie en water, de olie die boven het water drijven, de twee vloeibare fasen die door een oppervlakte van minimumgebied en minimum vrije energie worden gescheiden. Het Toevoegen van het werk aan het systeem door de container krachtig te schudden resulteert in oliedruppeltjes die in het water en de totale oppervlakte die van de olie-water interface worden verspreid zeer worden verhoogd. Nochtans, wanneer toegestaan om zich opnieuw onbeweeglijk te bevinden, treden de druppeltjes toe om steeds belangrijker dalingen van olie te vormen, elk die minder oppervlakte hebben dan de som oppervlakten van de individuele druppeltjes die het vormden, daardoor verminderend oppervlakte vrije energie. Dit gedrag gaat verder tot de minimuminterface, d.w.z. wordt bereikt, één massa van olie die boven de massa van water drijven.

Het systeem zou kunnen worden gemanipuleerd door een capillair-actieve stof toe te voegen die naar de oppervlakte van de oliedruppeltjes worden aangetrokken, waarbij de vrije energie van deze oppervlakten en het onderdrukken wordt verminderd

of belemmerend hun samenvoeging wanneer de input van agitatieenergie wordt opgehouden.

Het mechanisme dat wordt aangewend om minimumenergie in het voorbeeld te bereiken is hierboven door de wederzijdse aantrekkelijkheid van kwestie. Deze niet-specifieke aantrekkingskracht wordt algemeen bedoeld als van der Waals kracht. Het leidt tot het fenomeen genoemd fysieke adsorptie (of physisorption) en is ook de oorzaak van oppervlaktespanning en condensatie in vloeistoffen. Bij hoge temperaturen zal de oppervlakte-energie waarschijnlijk worden verminderd door elektronen valentie met gasatomen te delen en te plakken creërend het fenomeen dat als chemische adsorptie (of chemisorptie) wordt bekend. Zoals een voorbeeldfunctie is vervuld, kan enkele aantrekkelijkheid door de toevoeging van capillair-actieve stoffen worden verminderd, die leiden tot wat dubbel-laagfenomenen. wordt genoemd. Deze termijnen verschijnen opnieuw in te volgen secties en hoofdstukken.

Het Meten van de Grootte van het Deeltje

Duidelijk, konden alle speciale eigenschappen met betrekking tot deeltjesgrootte, oppervlakteeigenschappen, en poriestructuur niet zonder nauwkeurige het meten middelen bereikt te zijn.

Grootte van het Deeltje werd waarschijnlijk gemeten ruw eerst in oud Egypte. De Overlevende muurschilderijen tonen grondlevensmiddel dat zeven-misschien door een ruwe doek van geweven riet-om de grote bits te verwijderen is voor het verdere malen. Terwijl men lang geleden erkende ongetwijfeld dat het malen aan kleinere en kleinere grootte progressief meer oppervlakte en bevorderde ontbinding blootstelde, echt werd de beoordeling van van de omvang van het blootgestelde gebied en de gevolgen daarvan zijn begin slechts in de 18de eeuw.

Dit is toen men ontdekte dat houtskool die dan zonder blootstelling aan lucht wordt verwarmd en wordt de gekoeld meerdere keren zijn eigen volume van lucht op verdere blootstelling zou opnemen. Dat de poriën in de houtskool van veel van het gasbegrijpen door zijn condensatie in hen rekenschap gaven en dat alle vaste lichamen tentoonstelden werden de adsorptiefenomenen aan verschillende graden geleerd door de medio-negentiende eeuw. Van dat kwam de totstandbrenging dat adsorptiemetingen kon veel informatie over de fysieke oppervlakte en poriestructuur van vaste lichamen opbrengen vergast.

De Voortdurende proefneming vroeg in de 20ste eeuw met gassen die eerst dan door te verwarmen worden geadsorbeerd en worden verwijderd openbaarde dat meer dan enkel fysieke adsorptie in sommige gevallen geïmpliceerd was. Gas van de Zuurstof, bijvoorbeeld, dat uit koolstof wordt verwijderd werd gevonden om geen zuivere zuurstof te zijn maar oxyden van koolstof te bevatten. Dit stelde voor dat twee processen in gasbegrijpen op vaste lichamen werden geïmpliceerd: één van zuiver fysiek karakter die, zoals hierboven gebruikt, de benoemings fysieke adsorptie werden gegeven, en één die een chemische reactie impliceert die chemisorptie wordt genoemd. Aangrenzend chemisorbed atomen worden vatbaar voor reactie met elkaar op vorm nieuwe chemische species wanneer de juiste oppervlaktestructuren en de voorwaarden aanwezig zijn. Dit weten wij nu de actie van katalysators is. Vandaag, de chemici en de chemische ingenieurs de porie rangschikken en oppervlakteeigenschappen van katalysators maken om alles van het verkorten aan benzine te produceren.

Verstrekkend kwantitatieve maatregelen van de verscheidene parameters die deeltjesgrootte bepalen, zijn de oppervlakte, het de poriegrootte en volume, de oppervlakteactiviteit, objecten de dichtheid, en een paar andere gespecialiseerdere onderwerpen het doel van de instrumenten en de dienstenaanbiedingen van Micromeritics.

Na zijn details van enkel wat wordt bepaald wanneer elke meting met' instrumenten Micromeritics wordt gemaakt.

De Grootte van het Deeltje

Als alle fijne deeltjes gebieden waren, hun grootte uitdrukkelijk door hun diameter of straal worden bepaald. Als kubiek, zou de lengte langs één rand kenmerkend zijn; als van wat andere regelmatige vorm, een andere even aangewezen afmeting zou kunnen worden gekozen. Jammer Genoeg is de grote meerderheid van deeltjes vrij onregelmatig en een willekeurige definitie van „grootte“ is de enige toevlucht, kort van gedetailleerd onderzoek van elk deeltje. Voorts bevat elke inzameling van deeltjes deeltjes vele verschillende die grootte, algemeen als distributie van de deeltjesgrootte worden bedoeld. Vandaar moet een praktische definitie van deeltjesgrootte een groot aantal deeltjes toelaten om in een vrij korte tijd worden onderzocht.

Gelijkwaardige Sferische Diameter

Wat een gelijkwaardig sferisch diameterbeste wordt genoemd voldoet aan de eis ten aanzien van een niet-specifieke maatregel. De Gelijkwaardigheid van grootte betekent dat de „diameter“ aan een onregelmatig gevormd deeltje wordt toegewezen de zelfde diameter zoals dat van een gebied is dat zich identiek gedraagt wanneer allebei aan dat zelfde proces dat worden blootgesteld.

Er zijn talrijke hand en geautomatiseerde technieken waardoor om de massa versus gelijkwaardige groottedistributie van een inzameling van deeltjes te bepalen. Selecteren van de meest aangewezen techniek is kritiek in het bereiken van betrouwbare gegevens. Geen techniek is superieur in alle toepassingen.

De Sedimentatie van de Röntgenstraal

Van de het deeltjesgrootte van SediGraph van Micromeritics de' analysator meet de distributie van evenwichtssnelheden van deeltjes die door een vloeistof onder de invloed van ernst regelen. Stookt' wet op met elkaar in verband brengt deze snelheden met deeltjesdiameters voor sferische deeltjes. Het instrument bepaalt de regelende snelheid van de deeltjes en is Opstookt' wet van toepassing om diameters te bepalen. Het meet zo niet sferische deeltjes in termen van de diameter van een gebied van het zelfde materiaal dat bij de zelfde snelheid, d.w.z., het bepaalt gelijkwaardige sferische diameters regelt.

Het Meeste die poeder in productieprocessen is wordt gebruikt op wat die punt in wordt of met een vloeistof wordt samengesteld gemengd die. Voorspellen van het gedrag van zulk een mengsel zal eerder succesvol zijn als de deeltjesdiameters gekend zijn. Aangezien het rangschikken van deeltjes door de sedimentatietechniek ook verspreidend poeder in een vloeistof impliceert, wordt de analyse hoofdzakelijk in situ uitgevoerd. Dit voordeel breidt zich ook tot studies van mariene slib en sedimenten, het deposito uit van de vaste lichamen die afhankelijk van hun sedimentatiesnelheid in een vloeistof, een fundamentele meting wanneer het rangschikken door de sedimentatietechniek zijn.

De Snelheid van de Sedimentatie van Opgeschorte Deeltjes

De sedimentatiesnelheid van opgeschorte die deeltjes kan worden verkregen door de hoeveelheid van sediment te meten als functie van tijd wordt veroorzaakt of door de concentratie van deeltjes te meten die in opschorting met tijd blijven. De laatstgenoemde benadering is verkieslijk mathematisch en door Micromeritics aangewend. Het instrumentenontwerp waarin deze benadering wordt uitgevoerd gebruikt een straal van low-energy Röntgenstralen om massaconcentratie in termen van de overbrenging van de opschorting met betrekking tot de het opschorten vloeistof te meten. De overbrenging aan de golflengten van de Röntgenstraal is een functie slechts van de massaconcentratie van de opgeschorte deeltjes. De Röntgenstraal is uiterst smal in de verticale afmeting, en omdat het niet de opschorting stoort het vormt een ideale metende sonde.

De Kleine deeltjes regelen vrij langzaam onder ernst. Om de lange regelende tijden te vermijden die worden vereist om zowel de grotere, snel-regelt deeltjes als de kleinere, langzaam-regelt te meten, wordt cellen bevattend de deeltjes bewogen naar beneden met tijd met betrekking tot de Röntgenstraal. De volledige cel wordt zo afgetast in een kwestie van minuten en de resolutie van de deeltjesgrootte wordt zo snel bereikt zoals door de cel te centrifugeren maar zonder de mechanische complicaties van een roterend element kon verkregen te zijn.

De Analyse van de Sedimentatie

De Meeste analyseprocessen zijn geautomatiseerd om exploitantfout te verminderen of te elimineren, waarbij herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid van resultaten worden verzekerd. Als voorbeelden, is de beweging van de cel computergestuurd zoals de introductie van steekproef en het spoelen weg van het zijn wanneer de test wordt gedaan. Een bijkomende eenheid laat dat veelvoudige steekproeven toe om dan automatisch in om het even welke gewenste orde worden geselecteerd en worden geanalyseerd.

De Gepoederde materialen die diameters van 0.1 hebben tot 300 mm (micrometers) kunnen met een precisie van 1 massapercent over de volledige groottewaaier worden gemeten verstrekten drie criteria worden voldaan aan: de deeltjes moeten dichter zijn dan de vloeistof waarin zij worden opgeschort; de deeltjes moeten, of onderbreking vrij van elkaar verspreiden, in de vloeistof; en de deeltjes moeten meer Röntgenstralen absorberen dan de vloeistof zodat het adequate contrast met de vloeistof wordt gecreeerd. Het laatste criterium betekent over het algemeen dat de materialen moeten elementen bevatten die atoomaantallen groter hebben dan 11 (natrium).

Het Poeder, in het bijzonder fijne degenen, vaak is moeilijk om, d.w.z., afzonderlijk in individuele entiteiten met elk deeltje vrij en te verspreiden in bijlage niet aan één of meerdere andere deeltjes.

Tenzij de verspreide staat wordt bereikt, kan de meting van de deeltjesgrootte door sedimentatie, of een andere methode voor die kwestie, zijn zeer misleidend. Micromeritics heeft een reeks vloeistoffen ontwikkeld die zeer de verspreiding van moeilijk-aan-verspreidt poeder vergemakkelijkt.

Deze vloeistoffen zijn beschikbaar in zowel waterige als organische formuleringen.

Het Statische Lichte Verspreiden zich

De grootte van deeltjes kan ook worden bepaald van de manier waarin zij licht verspreiden.

De gemeenschappelijkste toepassing van deze techniek is het lage hoek lichte verspreiden zich (LALS) waarin een assemblage van deeltjes door een bron van monochromatisch, coherent licht wordt verlicht. Dit is de techniek door Micromeritics' DigiSizer wordt aangewend die.

In dit instrumentenontwerp dat, wordt een lens geplaatst zodanig dat het licht bij een specifieke hoek van om het even welk deeltje in de verlichte streek wordt verspreid het brandpuntsvliegtuig bij een specifieke afstand met betrekking tot het steunpunt zal snijden. De intensiteit van verspreid licht wordt bij een aantal vooraf bepaalde posities gemeten die aan een reeks van het verspreiden van hoeken beantwoorden. Het Gebruiken van deze intensiteit versus voorwaartse hoekmetingen, theorie Mie of Fraunhofer (een speciaal geval van theorie Mie) kan worden toegepast om de informatie van de deeltjesgrootte te halen. De theorie van Mie voorspelt de intensiteit van verspreid licht over een 180 graadwaaier van het verspreiden van hoeken. Gebruikend intensiteit slechts bij lage hoeken (<90 graden) wordt gemeten, kan de grootte van deeltjes over een waaier van ongeveer 0.1 tot 1000 mm dat worden bepaald. De theorie van Mie, in de striktste betekenis, is slechts op sferische, isotrope deeltjes met specifieke en bekende optische eigenschappen van toepassing. Nochtans, wordt de theorie Mie het vaakst toegepast op deeltjessystemen die niet precies met het theoretische model in overeenstemming zijn. Zoals met de sedimentatietechniek, wordt de deeltjesgrootte gemeld als gelijkwaardige grootte. In het geval van zich het lichte verspreiden, is de gemelde hoeveelheid versus groottedistributie dat sferische deeltjes die het dichtst het zelfde verspreidende patroon zoals dat van de deeltjesassemblage reproduceren die worden geanalyseerd.

De Verspreidende Kenmerken van het Patroon

Al informatie over deeltjesgrootte en hoeveelheid verblijft in de intensiteit tegenover hoekkenmerken van het verspreidende patroon; daarom is de nauwkeurige meting van de het lichte verspreiden zich kenmerken fundamenteel voor het verkrijgen van de goede gegevens van de deeltjesgrootte. Een unieke ontwerpeigenschap van Micromeritics' DigiSizer is het gebruik van een high-resolution detectorserie (een last koppelde apparaat of CCD) aan maatregel verspreid licht. De ruimtedichtheid van detectorelementen is zo groot dat verscheidene miljoen metingen tussen 0 en 36 graden van het verspreiden van hoek worden verzameld en een hoekige resolutie van een paar thousandths van een graad wordt bereikt. wegens de symmetrie van het verspreidende patroon op het gebied van meting, veel van intensiteit zijn de metingen voor de zelfde verspreidende hoek en deze overtollige metingen verstrekken signaal het gemiddelde nemen van het in real time.

Een Ander die voordeel door middel van een CCD wordt bereikt is een middel om een brede waaier van lichtintensiteit aan te passen. Dit is omdat CCD inherent een het integreren apparaat eerder dan een huidig-produceert apparaat zoals een fotodiode is. De last door een element CCD wordt geaccumuleerd is evenredig aan het product van de intensiteit van inherent licht en de blootstellingstijd die. De Zeer lage lichtintensiteit wordt gemeten door lange blootstellingstijden toe te staan, en de zeer hoge lichtintensiteit wordt gemeten gebruikend microsecondeblootstelling. Dit vermogen is belangrijk in het meten van een verspreidend patroon waarin de lichtintensiteit over een waaier van tien grootteordes kan variëren.

High-Resolution Hoekige Opsporing

De high-resolution hoekige opsporing toegestaan door de gebiedsserie laat dat de positie van de optische as (de positie van centraal, unscattered lichtstraal) toe worden bepaald binnen een fractie van één pixelelement, d.w.z., een paar thousandths van een graad.

Dit punt vertegenwoordigt de oorsprong van de polaire as waarover het verspreidende patroon gecentreerd is. Met betrekking tot dit punt, kan een verspreidende hoek door software aan al ander detectorelement worden toegewezen. Als om het even welke mechanische of optische afwijkingen de optische as om zich van op het absolute nulpunt veroorzaken te bewegen, wordt het onmiddellijk bepaald door software en de detectorserie is dynamisch remapped, dus, is de mechanische groepering onnodig.

Zodra het verspreidende patroon door een reeks van hoek versus intensiteitsgegevens is gekenmerkt, de definitieve stap is de grootte en de hoeveelheden deeltjes te bepalen die het dichtst het gemeten verspreidende patroon zullen reproduceren. Dit wordt verwezenlijkt door een herhaald proces om theoretische modellen aan de gegevens te passen gebruikend een niet-negatieve minste vierkantsmethode.

Vloeibare Stevige Verspreiding

De zelfde waarschuwing over vloeibaar-stevige verspreiding die op de sedimentatietechniek en SediGraph van toepassing is is ook op deeltje van toepassing rangschikkend door zich statische lichte te verspreiden.

Tenzij de deeltjes gescheiden zijn, kan een ware massa versus groottedistributie niet worden bereikt.

Nochtans, in sommige toepassingen, kan de doelstelling zijn verspreiding of uitvlokkingskenmerken te bestuderen. In dit geval, verstrekt een steekproef het opnieuw circuleren systeem zoals het Behandelende Systeem van de Steekproef van DigiSizer Vloeibare een middel waardoor de kenmerken van de groottedistributie van de zelfde steekproef kunnen herhaaldelijk worden gemeten aangezien het proces in studie evolueert.

Elektro het Ontdekken Streek

De elektrodie het ontdekken streek (ESZ)techniek, ook als het principe van het Kouter wordt bekend, analyseert het steekproefdeeltje door deeltje eerder dan het onderzoeken van een assemblage van deeltjes zoals die in de twee eerder besproken technieken wordt gedaan. Analisator van Elzone van Micromeritics de' gebruikt deze techniek om deeltjes te tellen en te rangschikken.

Om een steekproef door de techniek te analyseren ESZ, is een homogeen verspreide opschorting van steekproefmateriaal in een elektrolytische oplossing bereid. Een buis met een kleine opening van korte weglengte wordt ondergedompeld in de opschorting, een elektrode die aan beide kanten van de opening worden geplaatst. Een pomp vestigt een stroom van elektrolyt door de opening, wordt het verstrekken van een geleidende weg tussen de twee elektroden en een kleine elektrostroom gevestigd tussen hen. Zowel gaan de elektrolyt als de deeltjes door de opening over. De deeltjes, die niet geleidend, belemmeren de elektro huidige stroom zijn aangezien zij de opening ingaan. Dit leidt tot een elektrosignaal evenredig aan het volume van het deeltje in de opening. Elk individueel deeltje wordt geteld en volgens volume geclassificeerd, waarbij een distributie van de volumefrequentie wordt veroorzaakt. Als de deeltjes om sferisch worden beschouwd als, dan kan de deeltjesdiameter van volume worden bepaald.

De concentratie van deeltjes in de elektrolyt is zeer verdund aangezien twee of meer deeltjes die de opening in dichte successie ingaan een onjuist signaal zullen veroorzaken. Nochtans, dicteert de statistische waarschijnlijkheid dat een toeval van deeltjes in de opening nu en dan zal voorkomen, zodat wordt een routine van de toevalscorrectie gebouwd in de software om voor dergelijke gebeurtenissen te verbeteren.

De techniek ESZ is van toepassing op een brede waaier van steekproefmaterialen met inbegrip van plant en dierlijke cellen. Het is bijzonder nuttig wanneer de aantaldistributie van deeltjes door grootte moet worden bepaald. ESZ ook is een zeer high-resolution methode van deeltje het rangschikken.

Oppervlakte

Er is een omgekeerd verband tussen deeltjesgrootte en oppervlakte. Een kubus één centimeter op een rand heeft een oppervlakte van 6 cm2. Als de kubus in kleinere kubussen versplinterd werd die randen van 0.1 cm hebben zou er 1000 van de kleinere kubussen zijn en de totale oppervlakte zou 60 cm geworden zijn2. Deze ideale verhouding kan waarschijnlijk niet ooit worden ontmoet omdat de onregelmatige deeltjes in kleinere deeltjes met een waaier van grootte en vormen breken. De Daadwerkelijke deeltjes welk grootte ook, indien onderzocht op moleculaire schaal, vlakgebieden, maar zij ook toont zullen waarschijnlijk roostervervormingen, dislocaties, en barsten omvatten. Dit betekent dat de daadwerkelijke blootgestelde oppervlakte van deeltjes groter is - soms zeer groter - dan worden berekend veronderstellend elke geometrische vorm.

De Moleculaire Metingen van de Oppervlakte van het Niveau

Micromeritics' verstrekt verscheidene types van oppervlakteinstrumenten die bepaling van oppervlakten op het moleculaire niveau door meting van een lage temperatuurisotherm toelaten. Op het hogere eind van de waaier zijn multifunctionele, verfijnde eenheden geschikt om geschikte resultaten voor zowel kwaliteitsbeheersing als onderzoek en ontwikkelingsbehoeften op te leveren. Midrange instrumenten omvatten die voor hoge productie, de zonder onderbreking, betrouwbare dienst voor kwaliteit en de doeleinden van de productiecontrole. Op het lagere eind zijn goedkope, halfautomatische en handinstrumenten voor occasioneel gebruik. De Eigenschappen buiten oppervlakte kunnen van de gegevens worden bepaald door deze instrumenten worden verstrekt - de chemische activiteit en de poriestructuur zijn voorbeelden dat; slechts wordt de oppervlaktefunctie beschreven in deze sectie.

Al dergelijke instrumenten eerst vrij de steekproef van vochtigheid en atmosferische dampen door toepassing van hitte en of evacuatie of het zuiveren met een niet-adsorbeert gas, gewoonlijk helium of stikstof (de stikstof kan bij kamertemperatuur op sommige materialen adsorberen). Dan wordt de steekproeftemperatuur verminderd tot dat van vloeibare stikstof, vloeibaar argon, of een ander koelmiddel aangewezen voor het gas of de damp om worden geadsorbeerd. Het adsorberende gas wordt toegelaten in stijgende dosissen in één instrumentenontwerp (statische volumetrische techniek), onophoudelijk aangezien de steekproef zelf in een ander ontwerp (aanpassingstarieftechniek), en als component in een stromend mengsel met nog het nonadsorbing van helium in een ander dynamisch ontwerp toelaat (, of ononderbroken stroomtechniek). De geaccumuleerde die gashoeveelheid versus gasdrukgegevens bij één temperatuur wordt geadsorbeerd wordt dan grafisch voorgesteld om te produceren wat een adsorptieisotherm wordt genoemd.

De gegevens worden dan behandeld overeenkomstig de theorieën van de gasadsorptie om bij een specifieke oppervlaktewaarde voor de steekproef aan te komen.

De Theorie van de Adsorptie

De Klassieke adsorptietheorie die in gebruik sinds de jaren '30 is geweest en nog in gebruik geweest veronderstelt dat de gasmolecules onder stijgende druk aan een schone, koude oppervlaktevorm diep een laag één molecule op de oppervlakte vóór het beginnen van een met tweede laag toelieten. De techniek van de gegevensbehandeling vindt de hoeveelheid gas vormend deze eerste laag, en dan wordt het behandelde gebied berekend vanaf het aantal molecules van de gas en van de gasmolecule afmetingen. Eigenlijk, maken de geadsorbeerde gasmolecules niet aan een stevige oppervlakte vast en daarna blijven in bijlage terwijl andere molecules op hen bouwen. In de eerste plaats, zijn er gebieden op alle oppervlakten die aantrekkelijker zijn aan gasmolecules en gebieden die minder zo zijn. Wat wij adsorptie noemen is werkelijk de manifestatie van een voortdurende uitwisseling die tussen gasmolecules tijdelijk op een stevige oppervlakte en die nabijgelegen in de gasfase verblijft. Het aantal molecules maakte aan een vast lichaam vast bij om het even welke onmiddellijke verhogingen aangezien de gasdruk stijgt tot een punt wordt bereikt waar statistisch het redelijk is zich om monolayer te overwegen om gevormd te hebben. Slechts in de betekenis van een gemiddelde doet de voorwaarde geadsorbeerde monolayer ooit werkelijk bestaat, nochtans.

Vele wijzigingen aan het klassieke model zijn aangeboden over de jaren, wat gebaseerd op empirische of semi-empirische stichtingen en anderen afgeleid uit of thermodynamica of kinetische theorie. Elk van deze methodes van de gegevensvermindering hebben de gemeenschappelijke attributen van het van toepassing zijn slechts op een bepaald segment van de isotherm eerder dan over de volledige waaier. Een modernere benadering is met basisprincipes van statistische thermodynamica te beginnen, deze bouwstenen te combineren met onlangs beschikbare computertechnieken, en een enig of verenigd theoretisch model te zoeken toepasselijk over de totale waaier van de isotherm. Deze benadering gebruikt dichtheids functionele theorie, en een efficiënte implementatie van deze theorie door Micromeritics laat met behulp van computer snelle berekeningen van deze eens hardnekkige taak van de gegevensvermindering toe.

De Functionele Theorie van de Dichtheid

Is de functionele theorie van de Dichtheid een middel waardoor de nauwkeurige bevolkingsdichtheid van een systeem van molecules bij een specifieke temperatuur en een druk kan mathematisch worden uitgedrukt. Wanneer de uitdrukking voor de staat van minimumenergie wordt opgelost, wordt het bevolkingsdichtheidsprofiel bij evenwicht beschreven. Aangezien de energie van het systeem in achtingsoppervlakte-energie van een stevig die substraat moet nemen aan het systeem van molecules wordt blootgesteld, openbaart het bevolkingsdichtheidsprofiel hoe diverse lagen molecules op en zich dichtbij de stevige oppervlakte hebben gevormd. Deze methode staat de aanwinst van een familie van profielen toe die gasadsorptie over een waaier van druk van dichtbij nul aan de verzadigingsdruk beschrijft.

De minder verfijnde instrumenten Micromeritics beginnen met klassieke theorie, maar die anderen, door hun software computervermogen, kunnen resultaten melden door klassieke theorieën evenals door recente, populaire die adsorptietheorieën met toepasselijkheid worden verkregen tot specifieke voorwaarden wordt beperkt en waaiers. Kan de functionele theorie van de Dichtheid met alle adsorptieisothermen worden gebruikt. Nochtans, wordt het het best gebruikt met de verfijndere instrumenten die hoge resolutie lagedrukgegevens kunnen verzamelen, waarbij, de hoogste kwaliteitsresultaten worden opgeleverd.

De Bijkomende apparatuur wordt verstrekt voor het minimaliseren van exploitantbetrokkenheid en het verzenden van steekproefvoorbereiding. Dit omvat eenheden voor het ontgassen van steekproeven door de stromende gasmethode of door hitte en vacuüm toe te passen. Een vloeibaar van de cryogenopslag en overdracht systeem wordt ook verstrekt voor het maken van leveren van steekproefkoelmiddel voor alle instrumenten het geschikter.

De Grootte en het Volume van de Porie

De Stevige deeltjes van het verpletteren of het malen verrichtingen en verwering of het uitlogen van processen vaak zullen worden gevonden om barsten, holten, en gaten (collectief genoemd poriën) binnen hun structuur te hebben. De Stevige die deeltjes door condensatie of kristallisatieprocessen worden geproduceerd kunnen bevatten of, na een periode, barsten langs korrelgrenzen en bij posities verwerven waar de onzuiverheden worden afgesloten. De Fijne deeltjes neigen ook samen te plakken, of vormcomplexen of grotere secundaire deeltjes aan te hangen, die tot een ander niveau van poriegrootte leiden.

Het In Brand Steken en het Sinteren

De Adhesie wordt versneld bij opgeheven temperaturen en met de mechanische toepassing van druk. De Industriële processen die van dit bezit gebruik maken worden genoemd in brand stekend in het geval van aardewerkvervaardiging en sinterend in poedermetallurgie. Veel van de poriën in industrieproducten zo zijn vergelijkbaar in afmetingen met de primaire deeltjes zelf. In deze gevallen zijn de muren van de poriën de blootgestelde oppervlakten van de deeltjes, en, zoals te verwachten, zullen deze poriën waarschijnlijk interconnectiviteit en grote kronkeligheid tentoonstellen. Een paar natuurlijke materialen zoals porseleinaardeklei en mica komen voor als min of meer ordelijke stapels dunne platen; het grafiet kan ook met een gelijkaardige structuur worden geproduceerd. De porieafmetingen zijn zeer klein en vrij groot in één richting recht aan die richting.

De Grootte van de Porie

De grootte van de Porie wordt uitgedrukt of in termen van de diameter (of straal) van het openen, veronderstellend cilindrisch het, of eenvoudig als breedte in een meer algemene betekenis. De Poriën van breedten minder dan 2 nanometers (nm), of 20 eenheden van het Ångström (Å) worden, bedoeld als micropores.

De Poriën die breedten van 2 NM hebben aan 50 NM (500 Å) worden geroepen mesopores, en de poriën van grotere breedten worden bedoeld als macropores. Het volume van alle barsten, spleten, gaten, kanalen, enz., binnen het lichaam van deeltjes of van grotere voorwerpen is het totale porievolume.

De producten van Micromeritics verwerven gedetailleerde porieinformatie op twee manieren:

•        1) gas adsorptie, en

•        2) kwik binnendringen.

Het Bepalende Volume van de Porie

De eerste techniek voor de beoordeling van het porievolume condenseert een gas in de poriën en leidt porievolumes uit de vereiste hoeveelheden gas (omgezet in gecondenseerd vloeibaar volume af). In de presentatie hierboven bij de oppervlakteevaluatie, werd het beschreven dat een inert die gas wordt toegelaten om schoon te maken, koude oppervlakten eerst aan een monomoleculaire laag volgens het klassieke gezichtspunt adsorbeert. Het Toelaten van meer gas veroorzaakt de laag aan een diepte van verscheidene molecules en, uiteindelijk, aan een laag van oneindige dikte dik maken, d.w.z., condensatie om vloeistof op te hopen wanneer de druk van de verzadigingsdamp wordt bereikt. Als, echter, het vaste lichaam poreus is zodat het interne oppervlakte heeft, zal de condensatie van het gas in de kleinste porieruimten beginnen en zal progressief steeds belangrijker poriën voorafgaand aan bulkcondensatie vullen.

De Apparatuur om poriegrootte en volumes te meten is identiek aan dat voor het bepalen van oppervlakte in de meeste instanties. Wat van de instrumenten wordt vereist is dat de gastoelating aan de gekoelde steekproef voorbij de eerste geadsorbeerde gaslaag aan het punt wordt voortgezet waarop de bulkcondensatie begint. De Berekening van resultaten moet nu ook van de toegevoegde ingewikkeldheid rekenschap geven die het gas op buitenoppervlakten blijft worden geadsorbeerd terwijl de condensatie in de centrale kern van poriën voorkomt die reeds gassen op hun muren vóór begonnen condensatie had geadsorbeerd.

Dit betekent fundamenteel dat de berekening in omgekeerde moet, om het zo te zeggen, te werk gaan nadat alle poriën zijn gevuld. Dit is zo omdat de veronderstelling dat alle poriën worden gevuld slechts voor de laatste toename van toegevoegd gas kan worden gemaakt alvorens de bulkcondensatie voorkomt. Deze berekeningen nemen de capillaire de condensatievergelijking op van Kelvin die neer voor poriën aan ongeveer 2 NM (20 Å) diameter, d.w.z., onderaan aan het micropore gebied houdt.

Microporous Materiële Analyse

Er zijn talrijke wijzigingen aan klassieke theorie en extra theorieën die microporous materiële analyse omvatten. De Nauwkeurige metingen neer aan vrij lage druk worden vereist. De Micromeritics volumetrische fysieke adsorptieinstrumenten worden uitgerust om van het poriediameter en volume analyses uit te voeren en resultaten te melden door het grootste deel van deze technieken. Die eenheden met hoge vacuümverzamelleidingen zijn toepasselijkst voor grondige analyse van micropore structuur en voor het melden van berekeningen van de dichtheids de functionele theorie.

De tweede producten van manierMicromeritics bepalen de informatie van de poriegrootte door kwikbinnendringen - het dwingen vloeibaar kwik in de poriën en het houden van inventaris die van de hoeveelheid is hen doordringen. Mercury heeft een uitzonderlijk hoge spanning tussen twee raakvlakken en maakt slechts een paar die materialen, de weerstand tegen nat het nat maken van wordt gekwantificeerd door een parameter als de contacthoek wordt bekend. Wanneer de contacthoek groter is dan 90° - het kwik tegen de meeste vaste lichamen registreert gewoonlijk tussen 130° en de 150°-stijgende externe druk moet worden toegepast om kwik te veroorzaken om progressief het verminderen grootteporiën te doordringen. Vrij is de hoge druk noodzakelijk om zeer kleine poriën te vullen. Micromeritics vervaardigt twee instrumenten, één geschikt voor druk aan MPa 207 (30.000 psia), veroorzakend poriediameters worden gevuld neer aan 6 NM (60 Å) en dat andere met het vermogen van het bereiken van druk aan MPa 414 (60.000 psia) neer, vullend poriediameters aan 3 NM (30 Å). Ook aangeboden wordt een apparaat om contacthoeken te meten.

Het materiaal van de Steekproef wordt eerst geëvacueerd en met kwik in een glasapparaat genoemd een penetrometer meestal dan overstroomd. De Druk wordt toegepast hydraulisch op zowel het kwik in de penetrometer als ook over de steekproef. De Verdere penetratie in poriën wordt gevolgd door een verandering in elektrocapacitieve weerstand, die het volume van kwik doordringende poriën registreert; de druk omvormers meten de overeenkomstige druk. De diameters van de Porie en de respectieve volumes worden berekend vanaf deze informatie en vanaf de waarde van contacthoek. Elk porosimeterinstrument stelt resultaten als totale porievolume, van het poriegebied, midden en gemiddelde poriediameters, percenten poreusheid voor, stijgende en cumulatieve porievolumes als functie van poriediameter, en meer in tabelvorm. Diverse vormen van grafische gegevens worden ook voorgesteld.

Dichtheid

De Dichtheid is een prozaïsch bezit van al kwestie. Het is eenvoudig de massa van een hoeveelheid van kwestie door het volume van die zelfde hoeveelheid wordt verdeeld die. Nauwkeurig bepaald, openbaart de dichtheid veel over de samenstelling van een legering, verstrekt informatie waarmee om een proces onder controle te houden, openbaart de rijkdom van een mineraal lichaam, en veel meer. Er is drie dichtheid verbonden aan poeder. De absolute dichtheid (ook genoemd de ware of skeletachtige dichtheid) sluit de volumes van poriën en van de interparticle ruimten uit; de envelopdichtheid (soms genoemd de duidelijke dichtheid) omvat het porievolume maar sluit interparticle ruimten uit; en de bulkdichtheid omvat zowel porievolume als interparticle ruimten. Voor een poeder, verandert de laatstgenoemde met trilling en toegepaste krachten en is geen intrinsiek bezit van het materiaal.

De absolute en envelopdichtheid van een niet-poreus voorwerp is identiek. Als het voorwerp een vrij grote kubus, gebied, of andere regelmatige geometrische vorm is, is zijn volume niet moeilijk te bepalen noch is zijn absolute (en envelop) dichtheid moeilijk te berekenen.

De Moeilijkheid in meting wordt duidelijk wanneer het materiaal in kwestie van onregelmatige vormen en vooral wanneer het is ook in kleine bits of korrels is. De moeilijkheid stijgt als, daarnaast, het materiaal poriën, barsten, ook spleten, of diepe concave gebieden heeft. De absolute en envelopdichtheid verschilt in dit geval, en vereist afzonderlijke te beoordelen technieken. De Absolute dichtheid sluit per definitie alle porievolumes uit die toegang tot de buitenkant hebben. De dichtheid van de Envelop omvat porieruimten tot het vliegtuig van de oppervlakte.

De Bepaling van het Volume en van de Dichtheid

Micromeritics verstrekt veelvoudige instrumenten, hand en automatisch, specifiek voor het bepalen van absolute dichtheid. Zij keuren een brede waaier van steekproefgrootte goed en werken bij een waaier van gasdruk. Al gas van het gebruikshelium als standaard werkend middel maar andere gassen kunnen worden aangewend. In allebei, wordt een steekproef van materiële de eerste in kwestie geplaatst in een verzegelde kamer van bekend volume en aan reeks opgeheven en dan vrijgegeven gasdruk dan blootgesteld om atmosferische gassen en dampen weg te spoelen. Daarna, in plaats van het luchten van het gas bij opgeheven druk aan atmosfeer, wordt het vrijgegeven van een andere kamer van bekend volume. De druk in beide kamers wordt bepaald de beide vóór en na uitbreiding van het gas.

Dit laat het berekenen van het volume van de steekproef toe, en de afdeling van dit volume in het steekproefgewicht geeft de dichtheid. Het resultaat is een absolute dichtheidswaarde omdat het helium alle open plekken met inbegrip van dat van de poriën vult. Door knipselmaterialen die poriën in kleinere stukken en zo het blootstellen van meer van de poriën hebben gesloten, kan een absolute dichtheidspyknometer ook worden aangewend om het aandeel open en gesloten poriën te evalueren.

De Dichtheid van de Envelop

Micromeritics produceert ook een instrument voor het bepalen van envelopdichtheid. Het werkt op het principe om het voorwerp onder te dompelen, of voorwerpen, dat in een vloeibaar middel van bekend volume moet worden geëvalueerd en het verplaatste volume te meten. Het middel, in plaats van het zijn een vloeistof aangezien Archimedes gebruikte, bestaat uit vrij bewegende, fijne sferische deeltjes. Om ervoor te zorgen dat de parels met de externe contour van het voorwerp die in overeenstemming zijn worden gemeten, is het voorwerp getuimeld vrij in een cilinder die zowel het als de parels bevatten. Geleidelijk Aan wordt de ruimte verminderd door een binnendringende duiker tot een voorgeschreven kracht wordt bereikt. Waar de duikerseinden wanneer de parels over het voorwerp worden samengeperst een maatregel van het volume van het voorwerp en de poriën niet door de parels is binnengedrongen die is. Het Verdelen van dit volume in het objecten gewicht brengt de envelopdichtheid van het voorwerp op.

De envelopdichtheid van een voorwerp is op zich en uit zichzelf soms van groot nut, bijvoorbeeld in het controleren van een het sinteren verrichting. Andere nuttige informatie kan vanaf de envelop en de absolute dichtheidswaarden voor het zelfde voorwerp worden berekend, namelijk, de poreusheid en het specifieke porievolume van het voorwerp. Deze laatstgenoemde parameters wijzen op vele dingen van de geschiktheid van een katalysatorsubstraat of het opbrengstpotentieel van een oliehoudende vorming.

Bulk Dichtheid

De Bulk dichtheid is de parameter bepalend hoe de korrelige, vezelige en poederachtige materialen inpakken of in een verscheidenheid van omstandigheden consolideren. Kennen van zijn waarde is nuttig in de verpakking van, de behandeling van, en het verschepen van al manier van producten van ontbijtgraangewas aan cement. Het instrument Micromeritics voor het meten van envelopdichtheid bepaalt eveneens bulkdichtheid. De gewogen, korrelige teststeekproef is alleen getuimeld in de cilinder en het volume het wordt gemeten bij om het even welke voorgeselecteerde die kracht bezet door de het vooruitgaan duiker wordt toegepast. Het Verdelen het steekproefgewicht door het volume brengt nu bulkdichtheid op. Aldus wordt het het samenpersen gedrag van een materiaal - in termen van zijn bulkdichtheid wordt gemeten die - gevestigd.

De Actieve Karakterisering van de Oppervlakte

De Fysieke adsorptie werd beschreven eerder onder Oppervlakte `'. Het is een vrij zwakke aantrekkelijkheid tussen het gas en de oppervlaktemolecules. De Chemisorptie, in tegenstelling, impliceert sterkere stevig-gasaantrekkelijkheden.

Chemisorptie

De Chemisorptie is de basis waarvan een serie van kunstmatige materialen genoemd heterogeene katalysators is ontwikkeld. Zonder katalysators zou de moderne wereld in korte levering van meststoffen, geneesmiddelen, synthetische vezels, oplosmiddelen, capillair-actieve stoffen, benzine zijn, en andere brandstoffen, voor diep binnen de uiterst kleine albums, de poriën en de holten van katalysators komen de chemische reacties voor die onze industriële maatschappij steunen. Als specifiek die voorbeeld, metaal is wordt blootgesteld rhodium op de oppervlakte van een ceramische honingraatstructuur het hart van het uitlaatsysteem van auto's.

Katalysators

Hoe het omzet is de dodelijke uitlaatgassen van salpeter (NO)oxyde en koolmonoxide (CO) in onschadelijke stikstof2 (n) en kooldioxide (2CO) typisch van de actie van een katalysator. Bij op hoge temperatuur van een automobiele uitlaat, bindt de koolmonoxide aan de rhodium oppervlakte. Wanneer het salpeteroxyde het zelfde doet, scheidt het in zuurstof en stikstof, en de verbindende zuurstof reageert met de koolmonoxide aan vormkooldioxide. Dan wanneer andere molecules van salpeteroxyde en koolmonoxide dicht bij de resterende verbindende stikstof landen worden een tweede kooldioxide en een stikstofmolecule gevormd.

De Praktische katalysators worden gekenmerkt door het hebben van een hoge specifieke oppervlakte, d.w.z., gebied per eenheidsmassa. Zij kunnen uit fijn verdeeld die metaal bestaan op de oppervlakte van een nonreactive, hoge oppervlakte, een vuurvast oxyde zoals alumina of een kiezelzuur wordt verspreid. Andere metaalkatalysators hebben een open, skelet-als structuur als resultaat van weg het uitlogen van één metaal van een bimetaallegering. De nieuwste en het opwekken katalysators worden genoemd zeoliet. Zij bestaan hoofdzakelijk uit aluminium, silicium, en zuurstof maar ontvangen een assortiment van andere elementen.

Zij zijn hoogst poreuze kristallen geaderd met submicroscopic kanalen. Geassorteerd andere elementen kan worden rondgereist of worden vervangen en de kanalen kunnen in grootte worden veranderd om zeoliet zeer nuttig inderdaad te maken.

De oppervlakte en de poriestructuur van katalysators duidelijk zijn kritiek aan hun gedrag. Beide parameters kunnen door de eerder beschreven instrumenten worden gemeten.

Deze tests worden uitgevoerd fundamenteel zoals beschreven alvorens en hun beschrijving niet zal herhaald worden. Nochtans, omdat de katalysatoroppervlakten hoogst reactief zijn en door blootstelling aan de atmosfeer kunnen worden veranderd zoals die wanneer van één instrument aan een andere worden overgebracht, Micromeritics nemen de chemisorptieinstrumenten bepalingen voor het maken van deze metingen op in situ. De Kritieke parameters voor chemisorptiemeting zijn: het gebied van het actieve element; metaal verspreiding, d.w.z., welk aandeel van het actieve element eigenlijk wordt blootgesteld; oppervlakte zuurheid; en de sterkte van zure plaatsen.

De Instrumenten van de Chemisorptie

De eenvoudigste chemisorptieinstrumenten gebruiken de titratie (dynamische, of ononderbroken stroom) techniek waarin de kleine, reproduceerbare volumes van een reactief gas zoals waterstof, zuurstof, koolmonoxide, zwaveldioxyde, of ammoniak in een stromend draaggas zoals helium worden ingespoten dat over de steekproefkatalysator overgaat. De samenstelling van het Gas wordt stroomafwaarts ontdekt door aangepaste warmtegeleidingsvermogendetectors. De Herhaalde injecties van identieke reactieve gashoeveelheden worden gemaakt waarvan allen, de meesten, wat, en dan niets van elke impuls chemisorbed is. Cumulatief chemisorbed hoeveelheid wordt afgeleid door de aandelen alle verbruikte impulsen op te tellen. De oppervlakte van het Metaal, de verspreiding, de zuurheid, en andere belangrijke parameters worden afgeleid uit chemisorbed hoeveelheid, rekening houdend met stoichiometrische factoren en de aard van zowel het gas als metaal in kwestie. De kaliberbepaling van de enig-Injectie of het testen kan worden verwezenlijkt gebruikend of een spuit of een ingebouwde injectielijn. Het two-port ontwerp van het instrument laat hoge productie toe. Terwijl de steekproefvoorbereiding op één haven wordt geleid, kan een analyse op andere worden uitgevoerd.

TPD, TPR EN TPO

Door aan dit instrument een bijkomend pakket toe te voegen dat onder andere een programmeerbare oven bevat, programmeerde de temperatuur-geprogrammeerde (TPD) desorptie, temperatuur vermindering (TPR), en de temperatuur-geprogrammeerde oxydatie (TPO)tests kunnen worden verwezenlijkt. De temperatuur-Geprogrammeerde desorptie evalueert het gas die van een katalysator worden gedesorbeerd aangezien zijn temperatuur wordt verhoogd. Eerst, is de katalysator outgassed, verminderd, of anders voorbereidingen getroffen. Dan is het reactieve gas chemisorbed op de capillair-actieve plaatsen van de steekproefoppervlakte. De Steeds Grotere temperatuur wordt toegepast op de steekproef. Bij een bepaalde temperatuur, zal de thermische energie de energie overschrijden plakkend en chemisorbed species zal worden bevrijd. Als de verschillende actieve metalen aanwezig zijn of als de actieve plaatsen meer dan één enkele activeringsenergie hebben, chemisorbed species zal desorberen bij verschillende temperaturen.

De gedesorbeerde molecules gaan de inerte draaggasstroom in en aan de detector geveegd die gasconcentratie meet. Het volume van gedesorbeerd die gas met stoichiometrische factoren wordt gecombineerd en de het desorberen temperatuur brengen het aantal en de sterkte van de actieve plaatsen op. De Temperaturen die 1100°C overschrijden kunnen worden bereikt.

Temperatuur Geprogrammeerde Vermindering

De temperatuur-Geprogrammeerde vermindering bepaalt het aantal van reduceerbare species en de temperatuur waarbij de vermindering voorkomt. Deze analyse begint door stromende waterstof, gewoonlijk bij 10% concentratie in een inert gasstroom, over de steekproef; het systeem is gewoonlijk bij omgevingstemperatuur. De hoeveelheid waterstof in vermindering van oxydespecies wordt verbruikt met wordt stijgende temperatuur die gecontroleerd.

Temperatuur Geprogrammeerde Oxydatie

De temperatuur-Geprogrammeerde oxydatie onderzoekt de mate waarin een katalysator kan worden opnieuw geoxydeerd. Eerst, worden de metaaloxides in de steekproef verminderd tot het basismetaal met waterstof. Dan wordt het reactieve gas, typisch 2% zuurstof, toegepast op de steekproef als regelmatige stroom terwijl de steekproeftemperatuur wordt verhoogd.

Opnieuw, wordt de verbruikte hoeveelheid zuurstof gecontroleerd door de warmtegeleidingsvermogendetectors en gekwantificeerd; deze tests bepalen de omvang van de vermindering en de aard van de opnieuw geoxydeerde species.

Temperatuur Geprogrammeerde Chemisorptie

De temperatuur-Geprogrammeerde chemisorptiereacties kunnen in groter detail door middel van een ander Micromeritics instrumententype worden bestudeerd. Zoals in de enkel beschreven instrumenten, stroomt het reactieve gas in een inerte carrier stroom over de katalysatorsteekproef nadat het outgassed is geweest, verminderd, of anders voorbereidingen getroffen. De Temperatuur programmeerde desorptie, vermindering en oxydatie worden de studies uitgevoerd zoals voordien beschreven. Dit instrumentenontwerp, echter, laat het testen van subambient aan toe over 1000°C.

Het significante verschil tussen dit instrumentenontwerp en eerder beschreven is dat de verrichting van dit laatstgenoemde instrumententype geautomatiseerd is. De kleppen, de detector, en andere kritieke interne componenten van het analysesysteem worden ontworpen en voor minimum dood volume, maximumreactie, en hoge resolutie gebouwd.

Voorts door programmeerbare verwarmers in de kleppen en de interne gasleidingen op te nemen, kunnen de vloeibare dampen zoals pyridine en chinoline als chemisorbate sondemolecules zonder verlies worden gebruikt toe te schrijven aan condensatie. Deze ontwerpeigenschap vergemakkelijkt ook het vastmaken van een massaspectrometer of andere externe detector, waarbij dat de identiteit van de reactiespecies wordt toegelaten worden bepaald. Het recentste model van dit ontwerp is computergestuurd van te beëindigen begin en de resultaten worden gemeld als grafieken en gegevenstabelleren.

Het Statische Volumetrische Systeem van de Chemisorptie

Het Micromeritics statische volumetrische chemisorptiesysteem is een versie van de statische volumetrische die physisorptioneenheid samen met oppervlaktemeting wordt genoteerd.

Wanneer aangewend als chemisorptieanalysator, laten toebehoren dat de steekproef toe worden voorbereid op de analysehaven. Dit elimineert de noodzaak om de steekproefhouder tussen voorbereiding en analysehavens te bewegen, die de steekproef aan atmosferische verontreinigende stoffen zouden blootstellen. Niet alleen kan deze eenheid voor oppervlakte en van het van de poriegrootte en volume distributiebepalingen worden gebruikt, maar het bepaalt ook automatisch actieve metaaloppervlakte en van de metaalpercenten verspreiding voor katalysatormaterialen.

De Voorbereiding en de analyse van steekproeven worden geleid door een grafisch gebruikersinterface aan het computersysteem. De voorbereiding van de Steekproef gebruikt de stromende gastechnieken met zuiver waterstofgas, of of in een inerte carrier, om de oxyden op de katalysator volledig te verminderen. De Volledige verwijdering van overblijvende waterstof na voorbereiding wordt verwezenlijkt door hitte en een hoog vacuüm toe te passen. De Analyse wordt gemaakt door de statische volumetrische techniek om het nauwkeurige doseren van het reagerende gas en streng evenwicht na de dosis te verkrijgen.

De eerste analyse meet zowel sterke als zwakke interactie in combinatie. Een herhalingsanalyse na evacuatie meet slechts zwak, of omkeerbaar, begrijpen van reactant.

De Automatische Vermindering van Gegevens

De Automatische gegevensvermindering verstrekt volledige informatie over actieve metaaloppervlakte en van de metaalpercenten verspreiding. Een analyselogboek meldt druk, temperaturen, en de volumes chemisorbed plus een ver*strijken-tijdverslag voor elk gegevenspunt. De Percelen die zowel aanvankelijk bevatten en herhalen de analysekrommen worden geproduceerd. Een verschilperceel toont de sterke component van chemisorptie. Het wordt gepast aan één enkele rechte lijn voor berekeningen van één enkel begrijpenaantal en een verdere berekening van de verspreiding van het percentenmetaal.

Nanomaterials

De Nanotechnologie wordt voorzien om tot een brede serie van technische innovaties in de nabije toekomst te leiden.

De „nano“ prefix wijst op een schaalfactor van 10-9 (één miljardste). Een deeltje van nano grootte heeft minstens één lineaire afmeting in de nanometerwaaier. Aangezien het ongeveer 3 to10 atomen (afhankelijk van het element) vereist om één nanometer te overspannen, is een paar honderd atomen over de grens van de afmeting van een nanoparticle.

Nanoscience heeft tot doel om kennis en inzicht van nanoscalefenomenen te verkrijgen, terwijl de nanotechnologie deze kennis in de ontwikkeling van nieuwe producten aanwendt. Deze producten kunnen betere katalysators of materialen met verbeterde sterkte, slijtage-weerstand, corrosieweerstand of duurzaamheid op hoge temperatuur zijn maar in het algemeen, zijn zij materialen met verbeterde prestaties. In het algemeen, nanostructured materialen bieden nieuwe mogelijkheden in brede waaier van wetenschappelijke gebieden.

Maar zijnd van nanosize is niet wat dergelijke duidelijke belangstelling in nanomaterials aantrekt, is het hun eigenschappen. De eigenschappen van nanomaterials zijn verschillend van die van het zelfde materiaal bij de macroschaal. Wanneer de materialen tot voldoende kleine grootte worden verminderd, typisch doen voor minder dan 50 nanometers zich (een paar molecules), de nieuwe fysieke, chemische, en biologische eigenschappen die mogelijkheden voor nieuwe toepassingen bieden. Voorts kunnen deze oppervlakteeigenschappen voor bijzondere toepassingen door moleculaire wijziging worden geoptimaliseerd. De fundamentele redenen voor de veranderingen of de verhogingen van kenmerken zijn verhoogde de oppervlakte-aan-volume verhouding en de verhogingsoverheersing van quantumgevolgen die de optische, magnetische, en/of elektronische eigenschappen van het materiaal bepalen. Het Werken met nanoscalesystemen vereist speciale hulpmiddelen om grootte en eigenschappen te manipuleren te meten en te controleren. Een verschillende ook geplaatste kennis wordt vereist aangezien nanoscale de fenomenen quantumwerktuigkundigen eerder dan klassieke werktuigkundigen impliceren zoals het geval met materialen van grotere schaal is.

Micropores, Mesopores en Macropores

De instrumenten van Micromeritics zijn gebruikt in het onderzoek van nanomaterials voor over een decennium. Zoals eerder besproken, zijn de poriën geclassificeerd volgens diameter waar micropores diameters minder dan ongeveer 2 NM hebben, mesopore grootte uitstrekken zich van ongeveer 2 NM aan ongeveer 50 NM en macropores hebben diameters groter dan ongeveer 50 NM.

Naast de distributie van het porievolume, kan de totale oppervlakte ook van gasadsorptie worden bepaald. Niet alleen stijgende verbetert de oppervlakte-aan-volume verhouding reactiviteit, zoals eerder genoteerd, verbetert het ook de efficiency van het materiaal in het opsluiten van of het opslaan van geadsorbeerde gassen en dampen.

Zijnd een niet-destructieve test, is de gasadsorptie de aangewezen methode om poriekenmerken en oppervlakte van nanomaterials te bepalen. Nochtans, porosimetry kan het kwik ook poriën van nano afmetingen meten. Bij 30 kpsidruk, dringt het kwik in poriën van 5nm diameter binnen en bij kpsi 60, kunnen de poriën van 2 NM worden gesondeerd.

De dichtheid van de Steekproef ook is een waardevolle bepaling in de karakterisering van nanomaterials.

Een verrassende hoeveelheid informatie kan van deze schijnbaar eenvoudige meting worden verzameld.

Bijvoorbeeld, als de specifieke oppervlakte van een mono-gerangschikte verspreiding is bepaald, kan de deeltjesgrootte van het materiaal worden berekend op voorwaarde dat elk deeltje van de zelfde regelmatige sferische meetkunde (typisch) l en zonder enige poreusheid is. De graad van kristallisatie van een materiaal kan ook worden geconcludeerd door de gemeten dichtheid bij de theoretische kristallijne dichtheid van het materiaal te vergelijken.

Het rangschikken van het Deeltje misschien vormt de grootste uitdaging in het kenmerken van nanomaterials.

Herinner eraan dat de gezochte eigenschappen van nanoparticles grootte-afhankelijk zijn en gewoonlijk niet heersen tot de grootte tot minder dan 50 NM is verminderd. Terwijl de meeste nieuwe eigenschappen grootte-afhankelijk zijn, resulteren veel van de gemeenschappelijke die methodes voor generatie van nanopowders worden gebruikt in verschillende groottedistributies. Niet alleen is er behoefte aan strakkere controle van grootte in het productieproces, is er ook behoefte aan een snelle, hoge resolutiemethode om distributies in het lagere eind van nanoscale te meten om productie te controleren.

Conclusie

De Fijne deeltjes spelen essentiële rollen in het bepalen van de kenmerken van zowel natuurlijke als kunstmatige materialen en hebben aanzienlijke invloed op processen zoals ontbinding, adsorptie en reactietarief. In de meerderheid van gevallen, zijn deze gevolgen een functie van of de grootte, vorm, oppervlakte of poreusheid van de individuele deeltjes of van een agglomeratie van deeltjes. Deze op deeltje betrekking hebbende kenmerken moeten worden gecontroleerd om de gewenste gevolgen te optimaliseren, en de efficiënte controle vereist meting. Deze zelfde deeltjeskenmerken zijn of de oorzaken van, de resultaten van, of een bepalende factor in natuurverschijnselen.

In deze categorie, is het begrip of de exploitatie eerder dan te controleren meer waarschijnlijk de doelstelling en, opnieuw, verstrekken de metingen fundamentele die informatie in het bereiken van het doel wordt gebruikt.

Zoals dit artikel heeft geïllustreerd, zijn er waarschijnlijk veelvoudige technieken om de zelfde deeltjesafmeting te bepalen en elk heeft zijn voordelen en nadelen.

Het Selecteren van een techniek die voor de toepassing ongepast is kan een diepgaande invloed op de kwaliteit van de meting hebben u verkrijgt.

Het Bedrijf van het Instrument van Micromeritics

Bron: Het Bedrijf van het Instrument van Micromeritics

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve het Bedrijf van het Instrument Micromeritics

 

Date Added: Jan 20, 2006 | Updated: Sep 11, 2013

Last Update: 11. September 2013 07:31

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit