马尔文粒度MS3000资料v5讲述.ppt

马尔文仪器介绍 马尔文仪器公司产品 马尔文中国区域 MS3000 客户培训课程 Mastersizer 3000 激光粒度仪 基于激光光散射技术表征颗粒样品粒径分布的仪器。 粒径测试范围为0.01～3500um。 激光粒度仪 粒度？ 激光？ 关于粒度的基本概念 颗粒 – 粒径 – 粒径分布 概念 关于“颗粒”的普遍定义…在一个分散系统中独立的三维个体通常被认为是一个颗粒 “Any condensed-phase tridimensional discontinuity in a dispersed system may generally be considered a particle…” (NIST, US Department of Commerce, Special Publication 960-3). 例如: 空气或液体介质中的液态个体 空气或液体介质中的固态个体 液体介质中的气泡 概念 人们对颗粒的理解通常基于对应的图像信息， 如下面例图… …该如何表征它们的大小? 概念 你可能会根据它的长，宽，高尺寸得到这个结果 这个回答或许是对的，但它并不方便。 对于复杂三维物体，我们如何使用一个值来表征它的大小？ 概念 – 等效圆球粒径 左侧的圆柱体和右侧直径为213um的球体具有相同的体积，可称此圆球为左侧圆柱体的体积等效圆球。 等效圆球粒径是通过测量样品颗粒的某种特征，然后以具有相同特征的球体直径来表征它的大小。 概念 – 等效圆球粒径 不同的粒径测试方法得到的粒径结果可能是不同的等效圆球直径，所以有时，对源于不同测试技术的结果进行简单对比是不准确的。 最大长度等效圆球 沉积率等效圆球 筛网通过尺寸等效圆球 最小长度等效圆球 重量等效圆球 体积等效圆球 表面积等效圆球 了解更多： 粒径测试技术。 粒径测量技术 理解粒径分布 现在已经知道等效圆球粒径的含义，以及等效圆球粒径对于表征颗粒大小的意义。但这些都是基于单个颗粒的，对于一份颗粒样品，我们如何来表征呢？ 颗粒样品是由一系列颗粒，从最小颗粒到最大颗粒按一定分布组成。例如某份“5um”的样品，它可能是由4.9um ~ 5.1um的颗粒组成，也可能是由4um ~ 6um的颗粒组成。粒径分布用于表征样品中各粒径大小及其占比。 如图中，横坐标 为粒径值，纵坐 标为该粒径在整 个样品中的占比。 理解粒径分布 根据占比类型的不同，可以有体积分布（该粒径的颗粒体积占样品总体积的百分比），数量分布（该粒径的颗粒数量占样品总颗粒数量的百分比）， 或者其他不同的分布方式。 基于仪器的设计原理，体积分布结果能最好的反应Mastersizer 3000对样品的敏感性，所以通常使用体积分布结果。同时，在假设颗粒为实心球体的前提下，也可通过数学运算推导出长度分布，表面积分布及数量分布结果。 关于不同粒径分布的区别： 了解更多： 体积分布与数量分布的对比。 理解粒径分布 显微镜测试通常采用数量分布结果，为了更好地理解粒径的体积分布与数量分布的差异，我们以下例说明： 理解粒径分布 在实际工作中，以分布图谱的方式可以完整准确地表征样品粒径信息，但可能并不方便。通常我们利用粒径分布代入数学统计运算得到一些“特征值”。 常用的“特征值”有 Dv(0.1), Dv(0.5), Dv(0.9) 粒径的体积分布下累计值，即样品中小于该值的颗粒体积占了样品总体积的10%，50%或90%。 D[3,2] 表面积加权平均粒径，对样品中小颗粒的存在敏感；D[4,3] 体积加权平均粒径 ，对样品中大颗粒的存在敏感。 它们是粒径分布的不同平均算法。公式为 小测验 什么是等效圆球粒径？ 等效圆球粒径是通过测量样品颗粒的某种特征，然后以具有相同特征值的球体直径来表征它的大小。 说明体积分布的含义， 及Dv(0.9)，Dv(0.5)，Dv(0.1)和 D[3,2]， D[4,3]的含义。 Mastersizer 3000 是如何测量样品粒径的？ 激光衍射测量技术 激光衍射 – 颗粒的散射光光斑 衍射是指波在传播过程中经过障碍物或孔隙时所发生的改变传播方向的现象。 激光衍射– 散射光与粒径的关系 从散射图样可以看出，散射光能量（光强）随角度变化呈明暗分布，称之为散射光的角度分布。这一分布与颗粒大小有关： “颗粒越大，散射角越小；颗粒越小，散射角越大。散射光光强与颗粒粒径的6次方成正比，与入射光波长的4次方成反比；与颗粒的折射率，吸收率相关；与分散介质的折射率相关” 通过测量在不同角度的散射光光强，代入合适的散射理论，即可得到样品的粒径分布结果。这就是激光衍射技术测量粒径的基本原理。 因此粒径测试需要两个步骤： 第一部分，仪器硬件测量由于颗粒引起的散射光光强分布；第二部分软件通过把测得的光强分布数据代