Análise de Tamanho da Partícula Usando a Dispersão Estática do Laser

Por AZoNano

Índice

Introdução
Técnica para Medir o Tamanho de Partícula
A Necessidade para a Dispersão
Dispersão Molhada
Dispersão Seca
Sobre Fritsch

Introdução

Uma das técnicas as mais comuns para a determinação do tamanho de partícula está peneirando. Peneirar é um método simples. É baixo custo e diversas amostras do espécime original podem ser preparadas para diversos usos. Contudo, peneirar é demorado e os resultados podem ser obtidos somente para um número muito limitado de dimensão das partículas. Os Resultados de peneirar tipicamente variam devido a diversos factores tais como o método de mover a peneira, o período de operação, o número de partículas na peneira e de algumas propriedades físicas tais como a forma ou a viscosidade da amostra. Além Disso, o tamanho real das diferenças da malha das peneiras pode ter grandes variações do tamanho nominal. Devido a estas limitações, esta técnica está sendo substituída extensamente por métodos de dispersão de luz, especialmente para as partículas de execução sob medida menores do que alguns milímetros.

Figura 1. Laser Estático que Dispersa o Equipamento.

Técnica para Medir o Tamanho de Partícula

A dispersão Estática do laser pode ser usada para medir o tamanho de partícula que varia de aproximadamente 10-20 nanômetro até alguns milímetros. Quando as partículas são iluminadas por um raio laser, a dispersão de luz está observada e seu tamanho pode ser determinado da distribuição angular da intensidade. As teorias físicas que apoiam este cálculo são a teoria de Fraunhofer para partículas um pouco grandes e a teoria de Mie que aplica ambos às grandes e partículas pequenas.

As Partículas são “pequenas definido” quando seu diâmetro não é maior do que o comprimento de onda do laser illuminating. Tipicamente, laser do uso de Sizers da Partícula do Laser com um comprimento de onda entre 500 e 700 nanômetro. Conseqüentemente, a transição entre o Fraunhofer e o limite de Mie ocorre no μm da região 0.5-1. Para a integralidade, deve-se dizer que os limites de Mie e de Fraunhofer não podem somente depender do tamanho de partícula, mas igualmente no material da amostra e na aplicação específica.

A Necessidade para a Dispersão

É possível que as partículas estão encontradas sob a forma dos aglomerados. Os Aglomerados precisam de ser dispersados e os conjuntos precisam de ser separados. Geralmente, duas classes diferentes de dispersão estão disponíveis: dispersão molhada e dispersão seca.

Dispersão Molhada

Durante a dispersão molhada, o pó ou a suspensão da amostra são adicionados a um circuito fechado enchido com um líquido apropriado. Esta mistura é bombeada continuamente através de uma pilha de medição onde o raio laser possa iluminar o conjunto da partícula. Durante o bombeamento no circuito de medição, o ultra-som é aplicado ao sistema permitindo a destruição dos aglomerados. As Únicas, partículas separadas são produzidas. A quantidade de material adicionada ao circuito de medição deve ser controlada com cuidado desde que os processos da dispersão múltipla podem alterar o resultado da medida.

A dispersão Múltipla refere o facto que a luz dispersada inicialmente por uma partícula é dispersada então em uma segunda partícula antes de deixar a pilha da medida. Para assegurar-se de que a quantidade correcta de material esteja usada, a ocultação do feixe é observada ao alimentar o material da amostra ao sistema. A ocultação do feixe fornece a porcentagem da luz que é dispersada longe de seu trajecto original. Um valor de 10-15% provou ser um bom valor para a ocultação do feixe assegurando uma medida segura. Figura 2 mostra o volume de necessário material da amostra para obter 10% ou 20% da ocultação do feixe em um FRITSCH ANALYSETTE 22 MicroTec mais a Partícula Sizer do Laser em função do tamanho de partícula.

Figura 2. Calculou o volume total de necessário material da amostra para obter uma ocultação do feixe de 10 e de 20%. O cálculo foi executado usando a teoria de Mie com os parâmetros ópticos da Alumina. Para μm menor do tamanho de partícula um do que aproximadamente 1 a quantidade exigida de material da amostra seria influenciada significativamente pelo R.I. do material.

As Grandes partículas exigem uma quantidade muito maior de material do que partículas pequenas. Para μm menor da partícula uns de 0,5 em tamanho, a quantidade de material exigida aumenta outra vez. O valor exacto depende não somente do tamanho de partícula, mas igualmente do R.I. do material, que não é indicado em Figura 2. Um dos limites de dispersão molhada é que é difícil medir determinados materiais no líquido. Podem dissolver-se na água ou em outros solventes orgânicos, ou nas reacções químicas da face. Nesses casos a medida seca é uma alternativa valiosa.

Dispersão Seca

Na dispersão seca o material é acelerado em um córrego de ar através de um bocal assim chamado de Venturi e expande rapidamente atrás do bocal. O córrego altamente turbulento gira os aglomerados rapidamente de modo que colidam com outros aglomerados e partículas. Isto causa os aglomerados ao de-agregado: as únicas partículas podem então ser medidas.

Contudo, comparado à introdução de ultra-som na água, este processo é menos eficaz, limitando a medida seca da dispersão ao tamanho de partícula do pedido de alguns micrômetros. Também, este método depende fortemente das propriedades físicas do material. A contenção Molhada, gorda, assim como os materiais pegajosos são naturalmente muito mais difíceis de dispersar-se em um córrego de ar quando comparados para secar e em materiais de fluxo fáceis. Para melhorar a eficiência do processo seco da dispersão, alguns instrumentos incorporam as chicanas, em que o córrego material é acelerado. Ao bater estas chicanas, os aglomerados são destruídos eficazmente, mas infelizmente especialmente para o material macio, a trituração das partículas preliminares igualmente ocorre. Neste caso, a distribuição de tamanho resultante da partícula depende da pressão do ar usado para acelerar o córrego material. Nas aplicações que não exigem os aglomerados ser destruídas, uma rampa de queda pode ser usada para alimentar o material da amostra à zona de medição. A alimentação contínua do material é estabelecida através de um alimentador da vibração e as partículas caem simplesmente para baixo no instrumento de medição. Podem então ser recolhidos ou desenhado para fora com um aspirador de p30.

Figura 3 mostra duas medidas do pó do ferro usando uma rampa de queda em um ANALYSETTE 22 MicroTec mais a Partícula Sizer do Laser.

Figura 3. Duas medidas secas do ferro pulverizam usando a rampa de queda em um FRITSCH ANALYSETTE 22 MicroTec mais. A amostra mais fina é a fracção de peneira entre 125μm e 355μm quando a amostra mais grosseira for a fracção de peneira entre 500 μm e 1,4 milímetros.

Sobre Fritsch

Fritsch é um dos fabricantes internacional principais de instrumentos aplicação-orientados do laboratório para a preparação da amostra e a cola da partícula.

A escala dos instrumentos fornecidos por Fritsch inclui:

  • Os Moinhos para o esmagamento, a micro-trituração, a mistura, a homogeneização de duro-frágil, fibroso, o elástico e ou materiais macios secam ou em suspensão.
  • Instrumentos para a determinação do tamanho de partícula a difracção do laser, pela dispersão de luz dinâmica e peneirar.
  • Instrumentos do Laboratório para dividir-se representativo de amostras secas e molhadas, de alimentação controlada da amostra e da limpeza ultra-sônica.

Esta informação foi originária, revista e adaptada dos materiais fornecidos por Fritsch.

Para obter mais informações sobre desta fonte, visite por favor Fritsch.

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

Last Update: 15. July 2013 16:28

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