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超声学粒度测量原理及其工艺实现


对于很多应用领域来说,了解粉体一次颗粒的粒径(初级粒径)是非常重要的。陶瓷颗粒的工艺过程就是一个实例,因为陶瓷生坯的孔隙结构、密度及烧结行为与其原料(主要为氧化铝)的粒度分布直接相关。在建筑行业中,固化过程和水泥的加工性能都与这个参数有关。另一个是食品行业,比如说巧克力的质量与巧克力粉的粒径密切相关。了解分散体系的实际粒径,或说分散系的状态,对分散系的质量而言,通常比了解初级粒径还要重要得多:分散体系的状态决定了工艺性能、贮存稳定性以及最终产品的质量等等。因为现有的光学方法只能用于高度稀释的体系,如激光衍射法,却不能提供这一功能。在实际应用中,分散体系的浓度一般远高于1%,而稀释会改变体系的特性。

因为这个原因,超声技术越来越受到推崇。由于物理特性与光波不同,超声波能够分析体积分数60%以内的分散体系,在许多的应用如功能性架构、硅胶、纳米颗粒(粒径5-100nm)中起着重要作用。现代的超声谱仪能够在很大的粒径和浓度范围内表征纳米颗粒。

本文讨论超声谱仪DT-100的工作状态。在阐述测量原理后,还会介绍一些声谱的胶体化学和物理上的基本原理。



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