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激光(guāng)粒度儀的穩定(dìng)性(xìng)，重復性，再(zài)現性(xìng)在實際應(yīng)用(yòng)中(zhōng)優(yōu)勢(shì)
激光(guāng)粒(lì)度儀(yí)通過傅立葉透(tòu)鏡和(hé)光電(diàn)探(tàn)測器采(cǎi)集顆粒對激(jī)光(guāng)的散(sàn)射光(guāng)能(néng)，各個不同角(jiǎo)度的散射(shè)光分別(bié)匯(huì)聚在不同(tóng)編號(hào)的光電探測器上(shàng)，經過(guò)散射(shè)理論(lùn)反演(yǎn)計算(suàn)得出(chū)顆粒的(dí)粒徑分布。隨(suí)著(zhuó)國(guó)內粒度(dù)儀(yí)製造(zào)水(shuǐ)平(píng)的提高(gāo)，測試性能也不斷提升。
我(wǒ)們常說的(dí)激光粒度(dù)儀的(dí)重(zhòng)復(fù)性，通(tōng)常形容測量結(jié)果的(dí)一(yī)致程度。但是(shì)對同一個樣品的一(yī)次取樣的(dí)多次測(cè)量及(jí)對於(yú)同一(yī)個(gè)樣品(pǐn)多次取樣測(cè)量顯(xiǎn)然是不一樣的(dí)概念，兩者極容(róng)易(yì)被混淆(xiáo)。在粒(lì)度儀(yí)的(dí)國(guó)家(jiā)標準(zhǔn)中，前(qián)者被稱(chēng)作(zuò)重復性，後(hòu)者常(cháng)被稱作重(zhòng)現(xiàn)性或再現性。重復(fù)性的(dí)好(hǎo)壞僅與粒(lì)度(dù)儀(yí)的光能數據(jù)獲取的(dí)穩定(dìng)性有(yǒu)關，而重(zhòng)現(xiàn)性的(dí)好(hǎo)壞對除了影(yǐng)響(xiǎng)重復(fù)性(xìng)的(dí)因(yīn)素外(wài)，還對(duì)儀(yí)器(qì)的雜(zá)散光控製能力(lì)，對中度，光(guāng)源和背景(jǐng)的(dí)穩定(dìng)性，進樣器的分散(sàn)性(xìng)能(néng)有全麵的(dí)要求。也(yě)就是說重(zhòng)復性(xìng)好不(bù)足以(yǐ)說(shuō)明測(cè)量結(jié)果的“可(kě)靠(kào)”，隻有良好(hǎo)的(dí)重現性(xìng)的(dí)儀器(qì)才能對(duì)樣品粒徑(jìng)進行可(kě)靠(kào)的評價，有利(lì)於用(yòng)於多個樣品之間(jiān)差(chà)異的準確(què)識別。
粒(lì)度儀(yí)的(dí)分(fēn)辨能力指的(dí)是儀器(qì)對(duì)樣(yàng)品(pǐn)不同(tóng)粒徑的顆粒測量分辨能力以及對給(gěi)定粒度等(děng)級(jí)中顆(kē)粒含量的微(wēi)小(xiǎo)變化識別(bié)的(dí)靈敏(mǐn)程度(dù)。一般(bān)來說，除(chú)了(liǎo)影(yǐng)響(xiǎng)重現性的因(yīn)素(sù)外，散射光(guāng)能分布(bù)角度(dù)和光強的獲取(qǔ)，低背(bèi)景噪(zào)聲的光學(xué)電子設(shè)計(jì)，高精(jīng)度的模數(shù)轉(zhuǎn)換及反(fǎn)演(yǎn)計算水(shuǐ)平(píng)都(dū)對儀器的分(fēn)辨(biàn)能(néng)力(lì)有較(jiào)大(dà)影(yǐng)響(xiǎng)。優良分辨(biàn)能(néng)力(lì)對(duì)粒(lì)度儀的(dí)設計和製造提出(chū)更高的要(yào)求。
激(jī)光粒(lì)度分(fēn)析(xī)儀(yí)在(zài)鋰電池(chí)行(háng)業(yè)應用(yòng)意義(yì)
傳統(tǒng)鋰電(diàn)池(chí)主(zhǔ)要應(yīng)用(yòng)於(yú)消(xiāo)費電(diàn)子產(chǎn)品(pǐn)市場(cháng)，經過多年(nián)發展，逐(zhú)漸走向(xiàng)成(chéng)熟(shú)，而(ér)伴隨(suí)著技術(shù)進步，成本降(jiàng)低，特別(bié)是(shì)對綠(lǜ)色(sè)新能源的強烈需求(qiú)，應用於電動工(gōng)具，汽(qì)車(chē)，甚(shèn)至(zhì)是(shì)儲(chǔ)能需求(qiú)的(dí)鋰電池(chí)市(shì)場(cháng)正(zhèng)在快速(sù)成(chéng)長(cháng)。與此同時，電(diàn)池能(néng)效性(xìng)和(hé)安全性(xìng)要求也(yě)越來(lái)越(yuè)高(gāo)，而這兩(liǎng)種(zhǒng)特性的(dí)好(hǎo)壞(huài)，與正(zhèng)負極(jí)材料和隔膜材(cái)料的粒度(dù)均匀(yún)性(xìng)和顆粒(lì)細(xì)度（粒(lì)度分(fēn)布(bù)）有極大的相關性。
從(cóng)大(dà)量(liáng)的(dí)製(zhì)漿經(jīng)驗以及(jí)行業(yè)交流(liú)反饋(kuì)來看，諸(zhū)如鋰鈷(gǔ)氧(LiCoO2)，鋰錳氧(yǎng)(LiMn2O4)，鋰(lǐ)鎳(niè)氧(LiNiO2)，鋰鎳鈷(gǔ)錳(měng)氧(LiNiCoMnO2)和(hé)磷(lín)酸鐵鋰(LiFePO4)等(děng)多種(zhǒng)不同的正極材料(liào)，通(tōng)常(cháng)采(cǎi)用(yòng)中(zhōng)值粒(lì)徑D50作為(wéi)關鍵(jiàn)質控指標。不同材料不(bù)同工藝的產(chǎn)品對(duì)原材(cái)料(liào)的粒(lì)徑要求也不盡(jìn)相(xiāng)同(tóng)，以分(fēn)布在1-20um範圍內(nèi)居(jū)多。負極材料以石(shí)墨(mò)為例(lì)，當其平(píng)均粒(lì)徑為16-18um，且粒(lì)度分布較(jiào)為集(jí)中時(shí)，電池(chí)有較(jiào)好的初放(fàng)容(róng)量(liáng)及(jí)效率(shuài)。 此(cǐ)外，隨著電(diàn)池(chí)隔(gé)膜的(dí)厚(hòu)度要求不(bù)斷提(tí)高，對其(qí)中添加(jiā)阻(zǔ)燃材料的(dí)粒徑(jìng)要求(qiú)也隨之不(bù)斷(duàn)提高(gāo)，常(cháng)使用的(dí)隔(gé)膜氧化鋁粒徑(jìng)從微米級逐(zhú)漸(jiàn)發展到亞微(wēi)米(mǐ)甚(shèn)至(zhì)是納米(mǐ)級。隨(suí)著(zhuó)電(diàn)池(chí)性(xìng)能提高對原材料的粒(lì)度要求不斷提高(gāo)，激光粒度儀(yí)發揮(huī)著不可(kě)替(tì)代的作用，同時對(duì)粒(lì)度(dù)測(cè)量儀器的(dí)重復性，重(zhòng)現(xiàn)性(xìng)，分辨能力(lì)提出(chū)了(liǎo)更(gēng)高的(dí)要(yào)求(qiú)。
激光(guāng)粒(lì)度儀的高分(fēn)辨能力(lì)在電池材料的(dí)檢驗中(zhōng)，對測試樣本中少量的大(dà)顆粒(lì)或(huò)小(xiǎo)顆(kē)粒的準確(què)識別(bié)有著重(zhòng)要(yào)的意(yì)義(yì)。比如(rú)說在電(diàn)池(chí)材(cái)料活性(xìng)物質(zhì)中(zhōng)如果存在少量(liáng)的大(dà)顆粒，可(kě)能會對塗(tú)布(bù)，滾壓造成負(fù)麵(miàn)影響。如果在原(yuán)材料檢(jiǎn)測(cè)時就發現，則可(kě)以避免後續不(bù)良(liáng)品的產(chǎn)生(shēng)。另(lìng)一個(gè)典型(xíng)的(dí)例子是粒(lì)徑(jìng)過小的(dí)石(shí)墨(mò)粉在粉碎(suì)過程(chéng)中更易於(yú)使(shǐ)其(qí)晶型(xíng)結構發生(shēng)改變，小顆粒石墨粉中菱形晶數量相對(duì)較多，而菱(líng)方(fāng)結(jié)構的(dí)石(shí)墨(mò)具(jù)有(yǒu)較小的(dí)儲(chǔ)鋰(lǐ)容(róng)量，使電池(chí)的(dí)充放電(diàn)容量有所降低。另外顆粒直徑太(tài)小(xiǎo)，單(dān)位重(zhòng)量總(zǒng)表麵積就(jiù)會很大(dà)，需要包覆材(cái)料(liào)越(yuè)多，導致電極材料(liào)的堆(duī)積密度(dù)減小(xiǎo)而(ér)體積能(néng)量(liáng)密度下降。如果能(néng)準確(què)的對(duì)各(gè)種(zhǒng)原材(cái)料(liào)進(jìn)行(háng)粒度(dù)測(cè)試(shì)，在一定(dìng)程(chéng)度(dù)上(shàng)有(yǒu)助於預判後續產品(pǐn)性能(néng)。以(yǐ)上隻是舉(jǔ)的(dí)一(yī)些顯而(ér)易(yì)見(jiàn)的例子(zǐ)，實際上(shàng)電(diàn)池(chí)性能(néng)的諸多(duō)方麵都(dū)與正(zhèng)負極(jí)材(cái)料和隔(gé)膜材(cái)料等(děng)的粒徑息息相關。
激光粒度(dù)儀測試含(hán)有少量(liáng)大(dà)顆粒的石墨原材料的粒度(dù)分布(bù)圖(tú)和(hé)粒(lì)度分(fēn)布表，可以(yǐ)看到對於體積含(hán)量(liáng)在0.5%以(yǐ)下的極少量60-100um的(dí)顆粒，以(yǐ)及體積(jī)含量在1%左(zuǒ)右的2um以(yǐ)下(xià)顆(kē)粒(lì)，均能(néng)夠靈敏(mǐn)的檢(jiǎn)測出(chū)來其(qí)詳盡的(dí)粒度分布(bù)。激光(guāng)粒(lì)度儀對粉(fěn)體材(cái)料(liào)的大(dà)，小(xiǎo)顆(kē)粒具有高超的分辨(biàn)能力，對(duì)於zui終(zhōng)下遊應用中電(diàn)池產品(pǐn)的(dí)安全性能和(hé)容量(liáng)性能(néng)有更準(zhǔn)確的指導意義。如(rú)果對於(yú)對(duì)少(shǎo)量小顆粒(lì)特(tè)別關(guān)注，在(zài)軟件上(shàng)，甚至(zhì)可以采用數量(liáng)分(fēn)布替代體積(jī)分布的(dí)計算(suàn)方法(fǎ)，進(jìn)一步(bù)放(fàng)大(dà)小顆粒(lì)的權(quán)重(zhòng)，對小顆(kē)粒數量上(shàng)的(dí)變(biàn)化進行更易(yì)識別(bié)的測試(shì)和生產質控。但需要注意(yì)的(dí)是(shì)，對於分布較寬的樣(yàng)品，由(yóu)於(yú)大小顆(kē)粒在尺寸(cùn)上差異(yì)本(běn)身(shēn)就很大，同樣體(tǐ)積的大(dà)小顆(kē)粒(lì)的(dí)數量(liáng)相(xiāng)差(chà)將會異(yì)常(cháng)巨大，取(qǔ)樣(yàng)和(hé)分散測(cè)量上的(dí)少許波動(dòng)會(huì)導致(zhì)測試(shì)結果(guǒ)數(shù)量分(fēn)布上較大的偏差。由此可(kě)見(jiàn)高(gāo)分辨(biàn)能(néng)力(lì)和(hé)重(zhòng)現(xiàn)性的激(jī)光粒(lì)度分(fēn)析(xī)儀在(zài)電(diàn)池原(yuán)材料粒(lì)度(dù)檢(jiǎn)測領域(yù)能(néng)帶(dài)來更好(hǎo)的質控效益(yì)。
激(jī)光粒(lì)度(dù)儀在水泥行業應(yīng)用(yòng)意義(yì)
水(shuǐ)泥(ní)是國民(mín)經濟建(jiàn)設(shè)的(dí)基(jī)礎(chǔ)原(yuán)材料，針對不(bù)同用途，水泥的(dí)粒度（顆粒級配）對(duì)zui終(zhōng)混凝土商品(pǐn)的(dí)耐久(jiǔ)性(xìng)，適用性(xìng)，強度(dù)，以及(jí)其施(shī)工(gōng)性(xìng)和經濟(jì)性是(shì)起著重(zhòng)要(yào)影(yǐng)響(xiǎng)的(dí)關鍵(jiàn)因(yīn)素，水泥的質量(liáng)與(yǔ)工程質量有(yǒu)著密切的關係。高(gāo)性(xìng)能混凝土在現(xiàn)代(dài)建築工(gōng)業(yè)中(zhōng)發揮(huī)了(liǎo)重(zhòng)要的(dí)作(zuò)用，對(duì)於高速鐵路，大跨度橋梁以(yǐ)及超(chāo)高(gāo)建築物建(jiàn)設起到了(liǎo)及(jí)其(qí)重要(yào)的(dí)意(yì)義(yì)。
在高性能混(hùn)凝土(tǔ)配置(zhì)過程(chéng)中，由於(yú)水泥(ní)的(dí)礦(kuàng)物(wù)組成(chéng)和(hé)水泥顆粒(lì)粒(lì)度的分布(bù)差別導致了(liǎo)混凝(níng)土的性質產生了(liǎo)較大(dà)的(dí)差異。市場(cháng)對(duì)水泥粒度的(dí)快速，簡(jiǎn)便(biàn)，地檢測有著廣泛(fàn)的需(xū)求。傳(chuán)統的勃氏(shì)比表(biǎo)麵積法(fǎ)和篩(shāi)析法(fǎ)可以(yǐ)獲(huò)得(dé)水泥整(zhěng)體粗細(xì)和部分不同粒徑段的信息，現代(dài)常用(yòng)的(dí)粒(lì)度分析儀器——激(jī)光粒度(dù)分析(xī)儀，其(qí)粒度分(fēn)析(xī)具有動態(tài)範(fàn)圍大，粒(lì)徑分級詳(xiáng)細，測試(shì)速(sù)度快(kuài)，操作方(fāng)便(biàn)，重復性(xìng)好等優點，幹法激光(guāng)粒度(dù)儀可以(yǐ)作為(wéi)*水泥企業日(rì)常測試儀(yí)器(qì)。
激光粒度儀(yí)在(zài)農藥行業應用意義(yì)
農藥(yào)原(yuán)藥(yào)加(jiā)工成各種(zhǒng)製劑(jì)時，粒度(dù)和(hé)粒(lì)度(dù)分布(bù)經常是一個(gè)重要控(kòng)製參數(shù)，影響其製品(pǐn)的(dí)許多(duō)理(lǐ)化性(xìng)質（例(lì)如溶解(jiě)性(xìng)，化學反應(yīng)速(sù)度(dù)，吸附性等(děng)）， 貯藏穩定性(xìng)，流(liú)變(biàn)行(háng)為，生(shēng)物活(huó)性(xìng)等。 農(nóng)藥(yào)被分散的(dí)程度(dù)，是衡(héng)量(liáng)製(zhì)劑質量和噴灑質(zhì)量的主(zhǔ)要指(zhǐ)標，與農藥的儲存(cún)性能，藥(yào)效(xiào)，環(huán)保(bǎo)特性等(děng)息息(xī)相(xiāng)關。準確(què)，全(quán)麵地(dì)測定農(nóng)藥藥劑(jì)特征粒徑和(hé)粒(lì)度分布對(duì)於農(nóng)藥劑(jì)型研發，加(jiā)工至關重要。
懸(xuán)浮劑中懸(xuán)浮(fú)液通常呈(chéng)現膠(jiāo)體狀(zhuàng)態(tài)，符(fú)合膠體穩(wěn)定(dìng)性理論。一般(bān)情(qíng)況(kuàng)下，膠體中(zhōng)懸浮粒(lì)子粒(lì)徑(jìng)越小，具(jù)有的穩定(dìng)性(xìng)越好(hǎo)，沉(chén)降速度慢，低(dī)溫穩(wěn)定(dìng)性也(yě)相對(duì)較(jiào)好(hǎo)；膠(jiāo)體(tǐ)粒子在儲存過(guò)程中(zhōng)有隨時間聚集長(cháng)大(dà)的趨(qū)勢，膠體粒子粒徑越(yuè)大，膠體分(fēn)散(sàn)係的(dí)穩(wěn)定性(xìng)會逐漸(jiàn)變(biàn)差(chà)。因(yīn)此(cǐ)膠(jiāo)體(tǐ)粒子的(dí)聚集與(yǔ)否，是穩(wěn)定性的關(guān)鍵，粒徑(jìng)變(biàn)化(huà)是影響製劑(jì)物(wù)理穩定性(xìng)的主要原(yuán)因(yīn)，通(tōng)過激(jī)光粒度(dù)儀(yí)可以快速(sù)的評估懸浮(fú)劑(jì)中粒(lì)子狀態，評(píng)估製(zhì)劑儲(chǔ)存特性(xìng)。同(tóng)時(shí)，對(duì)於(yú)水乳劑分(fēn)散(sàn)度(dù)提高可以提高乳化率，不致於(yú)產生油水分離現象(xiàng)。
粉(fěn)劑(jì)的藥(yào)效(xiào)和(hé)細度有密切的關係，藥粒愈(yù)小，愈易為(wéi)害(hài)蟲吞(tūn)食，食(shí)後亦較易(yì)被腸(cháng)道吸收而(ér)發揮毒效。但(dàn)藥粒過細(xì)，有效成分(fēn)揮發(fā)加(jiā)快(kuài)，藥(yào)效(xiào)期縮短，噴藥時(shí)飄移嚴(yán)重，反而(ér)會(huì)降低(dī)藥效，並對(duì)環(huán)境(jìng)不利(lì)。同(tóng)時(shí)，在粉(fěn)劑噴(pēn)灑(sǎ)準(zhǔn)備中，其(qí)懸(xuán)浮率與(yǔ)其(qí)細度(dù)也(yě)是直(zhí)接(jiē)相(xiāng)關的(dí)。因此(cǐ)對(duì)生(shēng)產的粉(fěn)劑(jì)農藥(yào)粒徑(jìng)進行合理的(dí)控製(zhì)，根據原(yuán)藥(yào)特性，加工(gōng)設備(bèi)條件和施藥機(jī)械水(shuǐ)平(píng)，確(què)定合(hé)適的(dí)粒(lì)徑(jìng)，可以zui大程(chéng)度的(dí)發揮其(qí)用藥效率(shuài)，並(bìng)避(bì)免(miǎn)對(duì)環境的(dí)汙染(rǎn)，減少(shǎo)藥(yào)害(hài)的(dí)發(fā)生(shēng)。
此外(wài)，可(kě)溶(róng)性粉劑細(xì)度(dù)有(yǒu)直接要(yào)求，例如(rú)97%以(yǐ)上小於(yú)40um，在粒度(dù)儀測試(shì)結(jié)果對(duì)應參(cān)數(shù)為(wéi)D97小於40um，細度(dù)與(yǔ)粉劑(jì)在水中溶解(jiě)時間直接(jiē)相(xiāng)關。種(zhǒng)衣劑細(xì)度與其成膜(mó)性(xìng)，包(bāo)衣(yī)牢度(dù)，緩(huǎn)釋性能等(děng)密(mì)切(qiē)相關。泡騰(téng)片劑的分散粒徑(jìng)與分散時間，30min後(hòu)懸(xuán)浮(fú)率(shuài)，熱穩(wěn)定(dìng)性(xìng)，緩釋(shì)性能等相關。
激光(guāng)粒度儀除了可以在(zài)鋰電池，水泥，農(nóng)藥等行(háng)業(yè)進(jìn)行直接測試外(wài)，還(huán)可(kě)以用來測量(liáng)多(duō)種不同的(dí)填料如(rú)白(bái)炭黑(hēi)，陶土(tǔ)，輕質CaCO3等，其細度，吸油率(shuài)高(gāo)，堆(duī)積(jī)密度，活(huó)性直接影響(xiǎng)製劑(jì)的(dí)流動(dòng)性，貯(zhù)藏穩定性。激光(guāng)粒(lì)度(dù)儀也可以選(xuǎn)擇(zé)不同的(dí)介質類型，例如水，有(yǒu)機(jī)介(jiè)質，空氣(qì)對不(bù)同屬(shǔ)性的樣(yàng)品(pǐn)針對性地進(jìn)行(háng)測試。例如油懸浮劑的測(cè)試可以(yǐ)選(xuǎn)用有(yǒu)機油類作(zuò)為介(jiè)質(zhì)，測(cè)試(shì)結(jié)果更符(fú)合懸(xuán)浮劑(jì)中真(zhēn)實的粒(lì)度(dù)分(fēn)布(bù)，能更(gēng)準確(què)評(píng)估其(qí)儲存特性(xìng)。而水(shuǐ)溶(róng)解性的(dí)粉(fěn)劑等(děng)類型(xíng)也可(kě)以有機(jī)介質來進行測(cè)量，或(huò)采用幹(gān)法(fǎ)氣流分散(sàn)的(dí)粒度儀(yí)來測(cè)量。
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