Korngrößenanalyse Unter Verwendung Statischen Laser-Zerstreuens

Durch AZoNano

Inhaltsverzeichnis

Einleitung
Technik für das Messen von Teilchengröße
Der Bedarf an der Streuung
Nasse Streuung
Trockene Streuung
Über Fritsch

Einleitung

Eine der geläufigsten Techniken für Teilchengrößebestimmung siebt. Das Sieben ist eine einfache Methode. Es ist niedrige Kosten und einige Proben vom ursprünglichen Probenmaterial können für einigen Gebrauch vorbereitet werden. Jedoch ist das Sieben Zeit raubend und Ergebnisse können nur für eine beschränkte Anzahl Teilchengrößen sehr erzielt werden. Ergebnisse von gewöhnlich sieben unterscheiden sich wegen einiger Faktoren wie der Methode des Verschiebens des Siebs, des Zeitraums der Operation, der Anzahl von Partikeln auf dem Sieb und einigen physikalischen Eigenschaften wie der Form oder der Klebrigkeit der Probe. Außerdem kann das Istmaß der Maschenabstände der Siebe große Varianten von der Nennweite haben. Wegen dieser Beschränkungen, wird diese Technik breit durch Lichtstreuungsmethoden, besonders für die Bearbeitenpartikel ausgetauscht, die kleiner als einige mm sind.

Abbildung 1. Statischer Laser Gerät Zerstreuend.

Technik für das Messen von Teilchengröße

Das Statische Laserlichtzerstreuen kann verwendet werden, um die Teilchengröße zu messen, die von ungefähr 10-20 nm bis zu einigen mm reicht. Wenn Partikel durch ein Laserstrahl geleuchtet werden, wird die Lichtstreuung beobachtet und ihre Größe kann von der eckigen Intensitätsverteilung entschlossen sein. Die körperlichen Theorien, die diese Berechnung unterstützen, sind die Fraunhofer-Theorie für ziemlich große Partikel und die Mie-Theorie, die beide an den großen und Teilchen anwendet.

Partikel sind definiertes „kleines“ wenn ihr Durchmesser nicht größer als die Wellenlänge des illuminating Laserlichts ist. Gewöhnlich Laser-Partikel Sizers-Gebrauchs-Laserlicht mit einer Wellenlänge zwischen 500 und 700 nm. Deshalb findet der Übergang zwischen dem Fraunhofer und der Mie-Grenze im Region 0.5-1 μm statt. Der Vollständigkeit halber muss es, dass die Mie- und Fraunhofer-Grenzen nicht nur von der Teilchengröße abhängen, aber auch auf dem Beispielmaterial und der spezifischen Anwendung gesagt werden.

Der Bedarf an der Streuung

Es ist möglich, dass Partikel in Form von Anhäufungen gefunden werden. Anhäufungen müssen zerstreut werden und die Cluster müssen getrennt werden. Im Allgemeinen sind zwei verschiedene Klassen Streuung erhältlich: nasse Streuung und trockene Streuung.

Nasse Streuung

Während der nassen Streuung wird das Beispielpulver oder -suspension einem geschlossenen Stromkreis hinzugefügt, der mit einer passenden Flüssigkeit gefüllt wird. Diese Mischung wird kontinuierlich durch eine Messzelle gepumpt, in der das Laserstrahl das Partikelensemble leuchten kann. Während des Pumpens in die Messleitung, wird Ultraschall an der Anlage angewendet, Zerstörung der Anhäufungen aktivierend. Einzelne, getrennte Partikel werden produziert. Die Stoffmenge, die der Messleitung hinzugefügt wird, muss sorgfältig gesteuert werden, da Prozesse möglicherweise mehrfachen Zerstreuens das Ergebnis des Maßes ändern.

Das Mehrfache Zerstreuen spricht die Tatsache an, die die Leuchte, die zuerst durch einen Partikel gestreut wird, dann auf einen zweiten Partikel zerstreut wird, bevor man die Maßzelle lässt. Um zu garantieren dass die korrekte Menge des Materials verwendet wird, wird die Trägerverdunkelung beim Führen des Beispielmaterials zur Anlage beobachtet. Die Trägerverdunkelung liefert den Prozentsatz der Leuchte, die weg von seinem ursprünglichen Pfad gestreut wird. Ein Wert von 10-15% ist ein guter Wert für die Trägerverdunkelung gewesen, ein zuverlässiges Maß sicherstellend. Abbildung 2 zeigt das Volumen von Beispielmateriellem erforderlichem, um 10% oder 20% der Trägerverdunkelung in einem FRITSCH ANALYSETTE 22 MicroTec plus Laser-Partikel Sizer als Funktion der Teilchengröße zu erreichen.

Abbildung 2. Berechnete Gesamtvolumen von Beispielmateriellem erforderlichem, um eine Trägerverdunkelung von 10 und von 20% zu erhalten. Die Berechnung wurde unter Verwendung der Mie-Theorie mit optischen Parametern von Tonerde durchgeführt. Für ein Teilchengröße kleineres als ungefähr 1 μm würde die erforderliche Menge des Beispielmaterials beträchtlich durch den Brechungskoeffizienten des Materials beeinflußt.

Große Partikel benötigen eine viel größere Menge Material als Teilchen. Für ein Partikel kleineres als 0,5 μm an Größe, erhöht die Menge des Materials benötigt wieder. Der genaue Wert hängt nicht nur von der Teilchengröße, aber auch vom Brechungskoeffizienten des Materials ab, das nicht in Abbildung 2. angezeigt wird. Eine der Grenzen auf nasse Streuung ist, dass es schwierig ist, bestimmte Materialien in der Flüssigkeit zu messen. Sie sich lösen möglicherweise im Wasser oder in anderen organischen Lösungsmitteln auf, oder stellen Sie chemische Reaktionen gegenüber. In solchen Fällen ist das trockene Maß eine wertvolle Alternative.

Trockene Streuung

In der trockenen Streuung wird das Material in einem Luftstrom durch eine so genannte Venturi-Düse beschleunigt und erweitert schnell hinter die Düse. Der in hohem Grade turbulente Strom rotiert die Anhäufungen schnell, damit sie mit anderen Anhäufungen und Partikeln zusammenstoßen. Dieses verursacht der Degesamtheit die Anhäufungen: einzelne Partikel können dann gemessen werden.

Jedoch verglichen mit der Einleitung des Ultraschalls im Wasser, ist dieser Prozess weniger effektiv und begrenzt das trockene Streuungsmaß auf Teilchengröße der Ordnung einiger Mikrometer. Auch diese Methode hängt stark von den physikalischen Eigenschaften des Materials ab. Nasse, fettenthaltende sowie klebrige Materialien sind selbstverständlich viel schwieriger, in einem Luftstrom, wenn sie, um verglichen werden zu trocknen und in den einfachen flüssigen, Materialien zu zerstreuen. Um die Leistungsfähigkeit des trockenen Streuungsprozesses zu verbessern, enthalten einige Instrumente Ablenkplatten, die der materielle Strom auf beschleunigt wird. Wenn man diese Ablenkplatten schlägt, werden Anhäufungen effektiv zerstört, aber leider besonders für weiches Material, treten das Mahlen der Hauptpartikel auch auf. In diesem Fall hängt die resultierende Teilchengrößeverteilung vom Druck der Luft ab, die verwendet wird, um den materiellen Strom zu beschleunigen. In den Anwendungen, die nicht die Anhäufungen benötigen zerstört zu werden, kann eine fallende Rutsche verwendet werden, um das Beispielmaterial zur messenden Zone zu führen. Das kontinuierliche Führen des Materials wird über eine Schwingungszufuhr festgelegt und die Partikel fallen einfach in das Messgerät ab. Sie können mit einem Staubsauger montiert oder langwierig dann sein.

Abbildung 3 zeigt zwei Maße des Eisenpulvers unter Verwendung einer fallenden Rutsche in einem ANALYSETTE 22 MicroTec plus Laser-Partikel Sizer.

Abbildung 3. Zwei trockene Maße des Eisenpulvers unter Verwendung der fallenden Rutsche in einem FRITSCH ANALYSETTE 22 MicroTec plus. Je fein ist Probe der Siebbruch zwischen 125μm und 355μm, während desto gröbere Probe der Siebbruch zwischen 500 μm und 1,4 mm ist.

Über Fritsch

Fritsch ist einer der international führenden Hersteller der anwendungsorientierten Laborinstrumente für Probenaufbereitungs- und Partikelbearbeiten.

Die Reichweite der Instrumente, die durch Fritsch angegeben werden, umfaßt:

  • Tausendstel für die Zerquetschung, das mikro-Mahlen, das Mischen, die Homogenisierung von hart-sprödem, faserartig, Gummiband und oder weiche Materialien trocknen oder schwebend.
  • Instrumente für Teilchengrößebestimmung durch Laser-Beugung, die dynamische Lichtstreuung und das Sieben.
  • LaborInstrumente für das Repräsentativteilen von trockenen und nassen Proben, von Kontrollprobeführen und von Ultraschallreinigung.

Diese Informationen sind Ursprungs- angepasst gewesen, wiederholt und von den Materialien, die von Fritsch bereitgestellt werden.

Zu mehr Information über diese Quelle, besuchen Sie bitte Fritsch.

Date Added: Mar 1, 2012 | Updated: Jul 15, 2013

Last Update: 15. July 2013 16:03

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