激光粒度仪基础知识讲解

任中京教授主讲：激光粒度仪基础知识1什么是颗粒？颗粒是指具有一定尺寸和形状，存在于另一种连续介质中的的微小物体。粉体是 由存在于空气中的固体颗粒堆积而成、雾滴则是分散在气体中的液体颗粒的统 称、乳液则是油滴颗粒分散在另一种液体水中形成的两相系统。在这个系统中连 续介质与颗粒一起组成了颗粒系统。颗粒称为分散相，介质则称为连续相。我们说的颗粒”尺寸通常在1毫米以下。固体颗粒分散在液体中称为悬浮液"固体颗粒悬浮在气体中成为气溶胶"气体分散在液体中成为气泡"液体分散在另一种液体中成为 乳液”液体分散在空气中成为雾滴”以上都是颗粒体系的例子。2、 关于粒度与粒径的概念颗粒的大小统称为粒度(particlesize)。具体地说，球形颗粒的粒度用他的直径 表示称为粒径(particlediamite)”非球形颗粒没有直径可言，就采用等效粒径"的概念描述它的粒度，不同的等效粒径有不同的物理意义。由此说来粒径是 比粒度更为具体更为准确的物理概念，粒度则是一种概括的说法。3、 颗粒大小如何分类？纳米颗粒”指1-100nm尺度的颗粒；微米颗粒”指1-1000微米的颗粒；亚微米颗粒”指0.1-1微米的颗粒。超细颗粒”是纳米颗粒与亚微米颗粒的总称； 细粉”指1-100微米的固体颗粒； 粗粉”指100-1000微米的固体颗粒；超过1000微米的特大颗粒则进入块状物体的范畴了。不的行业还有很多不同的说法，统一这些 说法有利于技术交流。4、 我们为什么关心颗粒的大小？颗粒大小与颗粒的几乎所有性能的发挥密切相关，水泥的水化反应、涂料的附着 力、电池材料的充放电、药品被人体的吸收效率无一不与颗粒的大小有关。因为 在颗粒体系中颗粒与介质的界面大小决定了颗粒的活性，描述颗粒活性可用单位 质量的颗粒表面积表征，称为比表面积，颗粒越小比表面积越大，颗粒的活性越强。这是人们关心颗粒大小的根本原因。5、 激光粒度仪测试原理。根据激光散射原理，颗粒大小不同，散射光能量随散射角度的分布也不同，此种 分布称为散射谱。激光粒度仪就是通过检测颗粒群的散射谱反演颗粒大小及其分 布的。6、 何为光学浓度？遮光率又称光学浓度，其定意是颗粒在光束中的遮光横截面与光束总面积之比。 使用中常用颗粒的散射光加吸收光能量之和与激光输出总能量（扣除背景散射）之比。7、光学浓度与颗粒重量浓度有什么不同？光学浓度与颗粒的体积（重量）百分比浓度不同，前者与颗粒的大小有关，颗粒越小，比面积越大，遮光能力就越强。因此体积浓度相同的两种样品在激光粒度仪中，小颗粒会显示出更大的光学浓度。8He-Ne激光器的优缺点氦氖激光器是使用时间最早，技术最成熟，应用最为广泛的激光器之一。气体原 子具有确定的能级结构，在外界的电子激发后发生能级跃迁产生粒子数反转，产 生受激辐射，发出激光。因此氦氖激光波长是纯净的单色光，线宽极窄，波长误 差只有几纳米，因此具有极大的相干长度。有些靠能带跃迁发光的激光器如 LD的单色性与相干性无法与之相比。原子能级结构是确定的，因此激光不受温度波 动影响。加上谐振腔的作用保障了激光输出具有良好的准直性，发散角只有几个 毫弧度。在需要良好单色性、相干性和准直性的场合，特别是精密测量领域，气 体激光器具有不可动摇的地位。氦氖激光器主要缺点是需要高压直流供电，需要较高的技术含量，与 LD相比成本较咼。9、 SOP的含义是什么？他在颗粒测试中有什么作用？SOP的含义是标准化操作程序”，在实现自动控制的仪器中一般都配用 SOP。测试固定种类的样品时，可将测试经验固定成为标准程序，启动此程序，样品分 散、测试记录、数据分析、报告打印、系统清洗，整个测试过程实现一键操作。 这不仅降低了操作人员劳动强度，更重要的是减少了人为因素对测试结果的干 扰，提高了测试结果的可比性。10、 样品分散的方法为了获得一次粒径的正确数据，粒度测试中常常需要将团聚的颗粒集合体打开， 形成颗粒单体并保持均匀分散在介质中，这个操作称为 分散”。激光粒度仪对分散系统的要求是分散而不离析”颗粒在液体介质中可以采用的湿法分散技术有：超声分散，利用超声波在液体中传播时的空化作用将团聚体解聚； 机械搅拌分散，利用叶片旋转的机械作用使颗粒解体并在容器中均匀分布； 液体循环，使用泵驱动悬浮液高速流动，促使颗粒在整个分散系统中保持分布均匀防 止大颗粒沉降。电性分散剂，有些样品需要采用化学分散的方法，加入适量的分散剂改善颗粒表面的能以维持分散状态。电性表面预处理，有些样品与介质之间不亲和，表现为浮在水面，需要在入水前加入 少量的乙醇或其他表面处理剂进行预处理，以便使其在水中易于分散。颗粒在空气中可以采用干法分散技术：干法分散的核心部件是分散泵，分散泵的作用（1）利用气源的高速气流形成的负压把干燥粉末吸入泵体与气流混合，（2）高速气流又称为紊流，颗粒在紊流中受到复杂的流体力学作用，包括正激波的冲击，旋转气流的剪切，颗粒的附壁 效应及颗粒间碰撞等，使团聚颗粒分解为单体达到分散的目的。颗粒分散需要注意：颗粒分散前需了解他的特