粒度测量仪 激光粒度仪在粒度检测中的应用浅谈

说到粒度，激光粒度仪怎么可能不存在？目前，激光粒度分析仪广泛应用于各行各业的粒度检测领域。从传统的石油化工、建材家居，到医药工业、食品工业、环保，甚至在锂电池、半导体、石墨烯等新兴行业，都可以看到激光粒度分析仪的活跃身影。

那么激光粒度分析仪在粒度检测中是如何使用的呢？中国粒子科学的领军人物研究员的讨论无疑会给我们带来启示

专家意见:

激光粒度分析方法是近年来发展迅速的一种测试方法，其主要特点是:

1)测量的粒度范围宽，并且可以进行从纳米到微米的如此宽范围内的粒度分布。20 nm ~ 2000微米左右，某些情况下上限可达3500 μm；

2)适用范围广，不仅可以测量固体颗粒，还可以测量液体中的颗粒；

3)重复性好。与传统方法相比，激光粒度分析仪能给出准确可靠的测量结果；

4)测量时间快，整个测量过程仅需1-2分钟。一些仪器实现了实时检测和实时显示，允许用户在整个测量过程中观察和监控样品。

激光粒度分析不仅在先进材料工程、国防工业、军事科学，而且在许多传统行业都有着广阔的应用前景。特别是高科技材料科学的研究开发和产品的质量控制，如陶瓷、粉末冶金、稀土、电池、医药、食品、饮料、水泥、涂料、粘合剂、颜料、塑料、保健、化妆品等。由于颗粒的特异性在于其非常小的尺寸，这是表征颗粒性能的重要参数，因此测量颗粒尺寸是进行材料检测和评价颗粒材料的重要指标。

光撞击粒子时会发生散射和衍射。衍射和散射光的强度与粒径有关。通过观察光强，利用夫琅禾费衍射理论和米氏散射理论(激光衍射/散射法)可以得到颗粒尺寸分布。

光入射到球形粒子上可以产生三种光:1)粒子表面的反射光，穿过粒子内部，穿过粒子内表面；2)通过粒子内部折射的光；3)表面衍射光。这些现象与粒子大小无关。都可以当作光散射。一般来说，光散射现象可以用米氏散射理论来解释，米氏散射理论用麦克斯韦电磁方程来求解。但是实际使用起来太复杂了。为了得到实际光强，我们可以利用入射波长λ与粒子半径R的关系，即R:& gt；λ，夫琅禾费衍射理论要考虑光的波长与粒径的关系，在不同的领域使用不同的理论。

当粒径大于波长时，用夫琅和费衍射理论计算的衍射光强和用米氏散射理论计算的散射光强一般是一致的。因此，夫琅和费衍射理论可以视为米氏散射理论的近似。此时光散射(衍射)的方向几乎集中在前方，其强度与粒径大小有关，变化很大。也就是说，它代表了粒子直径固有的光强谱。粒径可以通过求解粒子的光强分布(散射光谱)来确定。当波长和粒径非常接近时，散射强度不能用夫琅和费近似公式表示。此时，有必要基于米氏散射理论进行进一步的探讨。米氏散射中的散射光强度由入射光波长(λ)、粒子直径(a)和粒子与介质的相对折射率(m)决定。、

激光粒度分析有着广泛的应用，如:1)药物中的粒度控制着药物的溶出速度和疗效；2)催化剂的粒径影响反应效率；3)陶瓷原料的粒度影响烧结后的物理性能；4)矿物的粒度影响长途运输的安全；5)食品的保质期受粒度影响；6)橡胶原料的粒度影响其寿命；7)电池原料的粒度影响电池的充放电效率和寿命；8)涂料和染料的粒径影响产品在染色过程中的显色、光泽和褪色；9)塑料原料的粒度影响塑料的透明度、加工和使用性能。