Библиотека

Словарь терминов
Методика анализа размера частиц
Коэффициент сжатия.

Коэффициент сжатия.

Это отношение разницы между плотностью утряски и насыпной плотностью к плотности утряски. Показывает степень уменьшения объема от насыпного к плотному.

Приборы для измерения коэффициента сжатия:

PowderPro M1 PowderPro A1 BeDensi B1 BeDensi B1-S BeDensi T

Насыпная плотность.

Насыпная плотность

В соответствии со стандартом измерение насыпной плотности происходит следующим образом: образцом порошка заполняем емкость стандартного объема (объем емкости определяется типом сырья), после срезаем образовавшуюся шапку сверху сосуда. Отношение массы порошка к объему емкости является насыпной плотностью. Это указывает на массу порошка, который может быть добавлен в сосуд на объем при нормальных условиях.

Данные насыпной плотности и плотности утряски часто используются для проектирования сосудов, мешков и резервуаров для хранения порошка.

Определение насыпной плотности на анализаторе порошков PowderPro M1 https://www.youtube.com/watch?v=OSXpji1nC-0

Приборы для измерения насыпной плотности:

PowderPro M1 PowderPro A1 BeDensi B1 BeDensi B1-S

Плотность утряски.

Плотность утряски

В соответствии со стандартом насыпная плотность измеряется следующим образом: Заполняем сосуд стандартного объема образцом, для измерения плотности утряски сосуд должен комплектоваться удлиняющейся горловиной, позволяющей заполнить сосуд с достаточным запасом. Далее сосудBeDensi T помещается в вибрирующее устройство к котором настраивается амплитуда и частота колебаний, этот процесс помогает удалить воздух из порошка. После истечение требуемого времени вибрации, аккуратно снимается горловина, срезается образовавшаяся шапка сверху сосуда. Отношение массы порошка к объему сосуда определяется как плотность утряски. Плотность утряски указывает на массу порошка, помещенного в сосуд, на единицу объема после утряски порошка.

Данные насыпной плотности и плотности утряски часто используются для проектирования сосудов, мешков и резервуаров для хранения порошка.

Видеоролик с проведением анализа на анализаторе PowderPro M1 https://www.youtube.com/watch?v=8wBXlBnNbTE

Приборы для измерения плотности утряски:

PowderPro M1 PowderPro A1 BeDensi T

Методы определения размера частиц.

Для измерения размера частиц используют различные методы, попробуем перечислить их ниже:


лазерное рассеяние (лазерная дифракция) (мм, мкм, нм)

Преимущества: простота в эксплуатации, быстрое измерение, широкий диапазон измерений, хорошая повторяемость и точность, могут использоваться для онлайн-измерения и измерения сухим методом;

Недостатки: низкое разрешение.

Приборы работающие по принципу лазерной дифракции:
Анализатор размера и формы частиц Bettersizer S3 Plus Анализатор размера частиц Bettersizer 2600 Анализатор размера частиц Bettersizer ST Анализатор размера частиц Bettersizer S2-E





динамическое рассеяние света (DLS – dynamic light scattering) (нм)

Преимущества: измерение частиц в широком диапазоне размеров (от нм до субмикрона), быстрый анализ, хорошая повторяемость, простота в эксплуатации.

Недостатки: относительно большДля измерения размера частиц используют различные методы, попробуем перечислить их ниже:ая ошибка при измерении частиц с широким распределением по размерам.

Приборы работающие по принципу DLS:
Анализатор размера частиц Nanoptic 90




динамическое и статическое микроскопическое изображение (мкм, размер и морфология)

Преимущества: простота в эксплуатации, быстрая визуализация и анализ, хорошая повторяемость и точность, могут быть использованы для измерения самых крупных частиц, морфологический анализ для круглости и отношения длины к диаметру.

Недостатки: нельзя использовать для измерения мелких частиц (например: <2 мкм), высокая стоимость прибора.

Приборы работающие по принципу:
Анализатор размера и формы частиц Bettersizer S3 Plus Анализатор размера и формы частиц Bettersizer S3 Анализатор размеров и формы частиц BeVision D2 Анализатор размера и формы частиц BeVision S1 Анализатор размеров и формы частиц BeVision W1





осаждение под действием силы тяжести или центрифугирование (Седиментограф)(мкм, нм)

Преимущества: простота в эксплуатации, непрерывная работа прибора, низкая стоимость, анализ частиц с широким диапазоном размеров;

Недостатки: длительное время измерения, сложная операция.




метод Культера (сопротивление) (мкм)

Преимущества: простота в эксплуатации, измерение количества частиц, четкая концепция эквивалентного диаметра, быстрый анализ, хорошая точность;

Недостатки: не подходит для ультрадисперсных частиц и образцов с широким гранулометрическим составом, трудно менять диафрагму при обслуживании прибора.




электронная микроскопия (мкм, нм)

Преимущества: точный анализ размера и морфологии наночастиц и ультрадисперсных частиц, четкое изображение с видимой текстурой поверхности, высокое разрешение, стандартная методика определения размера наночастиц;

Недостатки: плохое представление всей выборки, очень дорогой инструмент.




метод просеивания (> 38 мкм).

Преимущества: точный анализ размера и морфологии наночастиц и ультрадисперсных частиц, четкое изображение с видимой текстурой поверхности, высокое разрешение, стандартная методика определения размера наночастиц;

Недостатки: плохое представление всей выборки, очень дорогой инструмент.

Наиболее распространенными методами являются лазерное рассеяние, динамическое рассеяние света и методы микроскопической визуализации.

Количественное распределение размера частиц и объемное распределение размера частиц. Сравнение.

Измерение размера частиц может быть выполнено на основе различных параметров, включая количество, длину, площадь, объем и массу частиц. Распределение частиц по размерам с разными критериям может значительно различаться. Основываясь на статьях, опубликованных в журнале «New Scientist» 13 октября 1991 года, ученые отследили искусственные объекты в космосе, которые перемещались вокруг Земли, и разбили их на несколько групп

Размер, смКоличествоКоличественное распределение,%Распределение по объему,%
100070000.299.96
1-10175000.50.03
0.1-1350000099.30.01
Итого:3524500100100

Столбец 3 показывает процентное отношение, основанное на количестве, указывающее, что наибольший процентный показатель относится к мелким частицам, основанным на этом методе расчета, с 99,3% для частиц 0,1-1 см. Однако в столбце 4, основанном на объемном процентном соотношении, показано, что большинство частиц представляют собой крупные частицы, основанные на этом методе расчета. Можно сделать другой вывод, то есть почти все объекты (99,96%) находятся в диапазоне размеров от 10 до 1000 см. Таким образом, ясно, что существует большое различие между распределением по размеру числа и распределением по объемному размеру.

При расчете среднего размера мы заметим, что среднечисленный диаметр составляет 1,6 см, тогда как объемный средний диаметр составляет около 50 см. Следовательно, существует огромная разница между средними размерами, рассчитанными различными методами. Все они правильные, но представляют разные характеристики образцов порошка с разных сторон.

Классификация размера частиц.

Существует много способов классификации частиц. На основании размера частиц частицы можно классифицировать на^

-наночастицы (1-100 нм)
-субмикронные частицы (0,1-1 мкм)
-микрочастицы (1-100 мкм)
– крупные частицы (100-1000 мкм)

Диапазон размеров для вышеуказанных частиц может варьироваться в различных исследовательских или промышленных областях.

D[1,0] Средний диаметр. Размер частиц.

D[1,0] это средний диаметр частиц, каким же образом он рассчитывается?

Представим к примеру, что у нас есть три частицы с диаметрами 2,3 и 4 мкм. Суммируем диаметры всех частиц:

Далее делим на количество частиц, в нашем случае n=3 и получаем :

D[1,0] = 3 мкм – средний диаметр частиц

SPAN ширина распределения частиц.

Большинство приборов использующихся для измерения распределения частиц по размерам, подразумевает интерес к ширине распределения.

Одним из общих терминов, используемых для результатов лазерной дифракции, является размах (ширина распределения), со строгим определением, показанным в уравнении :

В редких случаях уравнение размаха может быть определено с использованием других значений, таких как D80 и D20 , лазерные дифракционные приборы должны обеспечивать пользователям такую гибкость.

ПАВ в анализе размера частиц.

 ПАВ- это химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела термодинамических фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения. Наряду с мылами, синтетические ПАВ являются основным действующим компонентом моющих средств.

При анализе размера частиц используются для улучшения смачиваемости образца (например если образец мелкодисперный и не хочет сидементировать, в него добавляют n-ое количество ПАВ, например жидкого мыла), предотвращение агломерации и т.д

D90 размер частиц.

Это эквивалентный диаметр сферы, описывающей частицу, меньше которого в образце находится 90% частиц по объему (весу).

В зависимости от модели расчета и типа распределения диаметр сферы вычисляют по  разному, например он может быть равен:
– максимальной длине частицы
– минимальной длине (т.е. ширине) частицы
– диаметру сферы с такой же площадью проекции
– диаметру сферы с таким же объемом (применяется чаще всего)
– диаметру сферы с такой же площадью поверхности
и т.п.

Это изображение имеет пустой атрибут alt; его имя файла - пример1.jpg
Источник www.sunspire.ru

Пример:

Условие:
тип распределения – по объему (весу)!
D90 = 39 мкм


Расшифровка:
Эта характеристика говорит о том, что в нашем образце 90% частиц, менее 39 мкм по объему.

39 мкм – диаметр эквивалентной сферы частицы по объему (весу).

Это изображение имеет пустой атрибут alt; его имя файла - пример2.jpg