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一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
1.掌握粒度分析儀的測(cè)定原理及操作方法。
2.測(cè)定納米粒子的粒度尺徑及分布和 Zeta 電位性質(zhì)。
二、實(shí)驗(yàn)原理:
2.1 激光粒度儀介紹
金剛石微粉粒度檢測(cè)儀是利用粒子的布朗運(yùn)動(dòng), 根據(jù)光的散射原理測(cè)量粉顆粒大 小的,是一種比較通用的粒度儀。其特點(diǎn)是測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍寬、測(cè)量速度快、操 作方便,尤其適合測(cè)量粒度分布范圍寬的粉體和液體霧滴。對(duì)粒度均勻的粉體, 比如磨料微粉,要慎重選用。
金剛石微粉粒度檢測(cè)儀集成了激光技術(shù)、 現(xiàn)代光電技術(shù)、 電子技術(shù)、 精密機(jī)械和計(jì)算機(jī) 技術(shù),具有測(cè)量速度快、動(dòng)態(tài)范圍大、操作簡(jiǎn)便、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已成為全 世界zui流行的粒度測(cè)試儀器。
激光粒度儀作為一種新型的粒度測(cè)試儀器, 已經(jīng)在其它粉體加工與應(yīng)用領(lǐng)域 得到廣泛的應(yīng)用。它的特點(diǎn)是測(cè)試速度快、重復(fù)性好、準(zhǔn)確性好、操作簡(jiǎn)便。對(duì) 提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能源消耗有著重要的意義。
2.2激光粒度儀的原理
金剛石微粉粒度檢測(cè)儀是根據(jù)顆粒能使激光產(chǎn)生散射這一物理現(xiàn)象測(cè)試粒度分布的。 由于激光具有很好的單色性和*的方向性, 所以在沒(méi)有阻礙的無(wú)限空間中激光將 會(huì)照射到無(wú)窮遠(yuǎn)的地方,并且在傳播過(guò)程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象。
米氏散射理論表明, 當(dāng)光束遇到顆粒阻擋時(shí), 一部分光將發(fā)生散射現(xiàn)象, 散射光的傳播方向?qū)⑴c主光束的傳播方向形成一個(gè)夾角 θ, θ角的大小與顆粒的大小有關(guān),顆粒越大,產(chǎn)生的散射光的 θ角就越小;顆粒越小,產(chǎn)生的散射光的 θ角就越大。即小角度 (θ) 的散射光是有大顆粒引起的;大角度 (θ1) 的散射光是由小顆粒引起的，進(jìn)一步研究表明, 散射光的強(qiáng)度代表該粒徑顆粒的數(shù)量。這樣,測(cè)量不同角度上的散射光的強(qiáng)度,就可以得到樣品的粒度分布了。
為了測(cè)量不同角度上的散射光的光強(qiáng), 需要運(yùn)用光學(xué)手段對(duì)散射光進(jìn)行處理。我們?cè)诠馐械倪m當(dāng)?shù)奈恢蒙戏胖靡粋€(gè)富氏透鏡, 在該富氏透鏡的后焦平面上放 置一組多元光電探測(cè)器, 不同角度的散射光通過(guò)富氏透鏡照射到多元光電探測(cè)器 上時(shí), 光信號(hào)將被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳輸?shù)诫娔X中, 通過(guò)軟件對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理,就會(huì)準(zhǔn)確地得到粒度分布了。
光在傳播中, 波前受到與波長(zhǎng)尺度相當(dāng)?shù)南犊谆蝾w粒的限制, 以受限波前處 各元波為源的發(fā)射在空間干涉而產(chǎn)生衍射和散射, 衍射和散射的光能的空間 (角 度) 分布與光波波長(zhǎng)和隙孔或顆粒的尺度有關(guān)。用激光做光源, 光為波長(zhǎng)一定的單色光后,衍射和散射的光能的空間(角度)分布就只與粒徑有關(guān)。對(duì)顆粒群的衍射, 各顆粒級(jí)的多少?zèng)Q定著對(duì)應(yīng)各特定角處獲得的光能量的大小, 各特定角光 能量在總光能量中的比例, 應(yīng)反映著各顆粒級(jí)的分布豐度。按照這一思路可建立 表征粒度級(jí)豐度與各特定角處獲取的光能量的數(shù)學(xué)物理模型,進(jìn)而研制儀器, 測(cè)量光能,由特定角度測(cè)得的光能與總光能的比較推出顆粒群相應(yīng)粒徑級(jí)的豐度比 例量。
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