在現代科學研究與工業生產的進程中,對粉體材料粒度的精確分析愈發重要。干法激光粒度分析儀作為粒度分析的核心儀器,其技術創新持續推動著各行業的發展,應用領域也在不斷拓展。
技術創新點剖析
光學系統的優化升級
長焦距傅里葉透鏡的應用:為提升對大顆粒的測試能力,眾多干法激光粒度分析儀選用長焦距的傅里葉透鏡。像 激光粒度分析儀采用 556mm 長焦距的傅立葉透鏡,有效增加了測量窗口到光電探測器平面的距離。這使得更小散射角度的散射光信號能有足夠空間差異被準確探測,從而使儀器對大顆粒的測量上限可達 1400μm,極大滿足了如水泥、金屬粉末等大顆粒粉體材料的測試需求。
雙光源技術的突破:部分先進儀器引入雙光源設計,如 Topsizer 激光粒度分析儀采用紅藍雙光源。紅光主光源為進口氦 - 氖激光器(波長 0.6328μm),藍光輔助半導體光源(波長 0.466μm)。這種設計彌補了常規散射光角度的盲區,顯著提高了對納米級顆粒及少量大顆粒的分辨力,為同時包含納米級和較大顆粒的復雜樣品分析提供了有力支持。
進樣與分散系統的改進
干法自動進樣的智能化:其外觀設計簡潔,具備進樣器與主機通信識別功能,擁有軟件 SOP 自動化測試功能。包括自動正負壓力開關、自動進料、自動測樣、自動清洗等操作,極大提高了測試效率和準確性。同時,分散壓力 0.5 - 6Bar 高精度無級可調,內置分散壓力傳感器,支持 0 分散壓測樣,可適應不同樣品的分散需求。
高效分散技術的創新:一些儀器采用獨特的分散技術,如 Winner3003 干法臺式激光粒度分析儀利用紊流分散原理,配合專-利粉料噴射泵和高精度喂料裝置,使樣品在空氣中充分分散。其分散系統關鍵部位采用耐磨陶瓷,不僅延長了使用壽命,還保證了測試結果的準確重復,特別適用于和水發生化學反應以及在液體中發生形狀變化的粉料。
數據采集與處理技術革新
高精度模數轉換技術:先進的干法激光粒度分析儀采用優化的同步 8 通道 18 位 ADC 模數轉換采樣技術,如 LS - 909E。配合超低泄露電流采樣保持開關,滿量程精度達到 0.15%,有效降低了電背景。結合電背景補償功能,能獲取更準確的光能數據,提高了光能獲取的動態范圍和測試分辨能力。
智能數據分析軟件:儀器配備的分析軟件功能強大,具備多種數據分析模型,可滿足不同特性樣品的測試需要。如 Topsizer 的軟件具備智能化自動化操作,能自檢和自動識別進樣系統,每次測量前自動測量電背景,減少電噪聲對測試結果的影響。還具備 SOP 標準操作流程,減少人為因素干擾,使分析測試流程標準化,且多種方式的數據導出功能方便了數據交流。
應用拓展領域探索
新能源材料領域
鋰電池材料:在鋰電池生產中,正負極材料的粒度對電池性能影響重大。以磷酸鐵鋰正極材料為例,使用干法激光粒度分析儀精準控制粒徑分布,可優化電池的能量密度與循環壽命。其干法分散系統能有效避免磁性材料團聚,確保測試真實性,為鋰電池材料的研發和生產提供關鍵數據支持。
固體電解質:對于硫化物固體電解質,由于其空氣穩定性差,傳統濕法測試存在局限性。采用干法激光粒度分析儀,在低露點潔凈間或手套箱中,使用惰性氣體(如 N?)代替空氣進行分散,可準確測量其粒徑大小及分布,對優化電池生產工藝、提升電池成品性能具有重要意義。
納米技術領域
納米材料研發:在納米氧化鋅、二氧化硅等材料的研發中,干法激光粒度分析儀憑借其高分辨率(如 Bettersize2600 可達 0.02μm),可捕捉團聚體與初級粒子的差異。這有助于研究人員深入了解納米材料的微觀結構,指導分散工藝優化,推動納米技術的發展和應用。
納米復合材料:在制備納米復合材料時,準確掌握納米顆粒在基體中的分散情況至關重要。干法激光粒度分析儀能夠對納米顆粒的粒度分布進行精確測量,為優化復合材料的性能提供依據,促進納米復合材料在航空航天、電子等領域的應用。
環保與地質領域
河流泥沙分析:在河流泥沙研究中,需要區分不同粒徑的顆粒,從 0.02μm 的黏土顆粒到毫米級的砂礫。干法激光粒度分析儀可快速準確地測量泥沙顆粒的粒度分布,為水土保持、河道治理以及水利工程建設提供重要的數據支撐,有助于保護生態環境和合理利用水資源。
土壤顆粒分析:在土壤科學研究中,土壤顆粒的大小和分布影響著土壤的透氣性、保水性和肥力等性質。通過干法激光粒度分析儀對土壤顆粒進行分析,能夠為土壤質量評估、農業生產規劃以及土地整治提供科學依據,促進可持續農業發展和生態環境保護。
干法激光粒度分析儀在技術創新的驅動下,不斷拓展其應用領域,為各行業的發展提供了強有力的支持。隨著科技的持續進步,相信其將在更多新興領域發揮關鍵作用,推動相關產業的創新發展。