在使用激光粒度分析仪测试材料粒度时,为了能够获得一次粒度的正确数据,需要将团聚颗粒打开,形成颗粒单体均匀分散在介质中,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”。
(1)颗粒在液体介质中可以采用的湿法分散技术有:
①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;
②机械搅拌分散。利用叶片旋转的机械作用使团聚颗粒解体并使颗粒在液体中均匀分布;
③液体循环。使用泵驱动悬浮液髙速流动,促使颗粒在整个分散系统中保持均匀分布并防止大颗粒沉降;
⑨分散剂。有些样品需要采用化学分散方法,即加人适量的分散剂改善颗粒表面的电性能以维持分散状态;
⑤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;
(2)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,分散泵的作用如下
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体混合;
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、颗粒与器壁间碰撞及颗粒间碰撞等,使团聚颗粒分离为单体达到分散的目的。
(3)颗粒分散时需要注意的事项颗粒分散前需了解它的特性,易碎的脆性颗粒要小心分散,如玻璃珠、煤粉;经过表面包覆改性处理的颗粒慎用超声分散;要求观察原始自然状态的材料不要分散;记录结晶或其他化学反应过程的不要分散。
样品分散的好坏对激光粒度仪测试数据的稳定性影响很大,在样品粒度测试时要极为重视。
要解决样品的分散,首先要了解样品的物理化学特性,下面列举影响样品分散的主要物理化学特性:
亲湿性:有的样品在溶剂中会浮在溶剂上,无论通过什么样的机械方法(如搅动或超声)都不能使它分散到溶剂中去,主要是因为样品带的极性和溶剂带的极性相异,这时要考虑选择其他的溶剂或者选择使用分散剂。
溶解性:有的样品在有的溶剂中会溶解(如无机样品会在无机溶剂中溶解),这时就不能选择这种溶剂作为测量这种样品的分散介质。一般情况下无机金属或氧化物颗粒可以选择无机或有机溶剂作为其分散介质,而有机颗粒则一般选择无机溶剂作为分散介质。
密 度:密度是一个描述颗粒粒度的重要参数,密度大的颗粒要考虑选择密度大的溶剂(如苯等有机溶剂),同时也可以加一些增加溶液粘性的分散介质,使颗粒在溶剂中不易下沉,便于测量。润之Rise系列激光粒度仪独特的循环、搅拌和超声系统能够把它们分散均匀。
流动性:流动性好的颗粒表明其表面形状比较规则,在米氏散射理论模型中更理想,测量的稳定性好,在溶剂中容易分散,便于测量。
异 性:对于密度不均匀或形状不同的颗粒用沉降等方法是不能测量的, 润之Rise系列激光粒度仪后统计出的是体积分布结果,所以可以准确测量异性比较大的颗粒群。
脆 性:有的颗粒脆性比较大,不能在超声下空化,这时搅拌和循环的作用就变的特别明显,润之Rise系列激光粒度仪具有独特的循环、搅拌和超声系统,能够使团聚的颗粒分开,而不破坏其结构。
团聚性:有的颗粒具有很强的团聚性,在测量过程中必须始终打开超声系统,这时能否屏蔽超声对测量的影响成为粒度仪性能的重要指标。润之Rise系列激光粒度仪独特的屏蔽设计和抗干扰设计,可以在大功率超声下准确的测量。
反 应:如果颗粒与溶剂发生反应或部分(如外表面)发生反应,就会使测量结果失真,所以要根据样品的特性选择合适的分散介质和分散剂。
毒 性:对有毒的颗粒操作人员必须远离现场,润之Rise系列激光粒度仪独特的顶盖设计,能够防止溶液飞溅,软件中的定时存储功能,可使操作人员远离危险地带。
磁 性:磁性材料多数是指稀土矿物或者铁氧化物。润之Rise系列激光粒度仪没有产生磁性的部件,能够很好的测量磁性材料。
主要应用领域
1、各种非金属粉:如重钙、轻钙、滑石粉、高岭土、石墨、硅灰石、水镁石、重晶石、云母粉、膨润土、硅藻土、黏土、二氧化硅、石榴石、硅酸锆、氧化锆、氧化镁、氧化锌等。