Vizsgálati módszer a szintetikus gyémántpor szemcseméret-eloszlására

A gyémántpor méreteloszlásának kimutatási módszerei elsősorban a képmódszert, az ülepítési módszert, a centrifugális módszert, a lézeres módszert, a Coulomb-módszert stb.

 

1. Képes módszer
A képmódszer a gyémántpor szemcseméretének kimutatására szolgáló módszer részecskeképelemzővel.
A részecskeképelemző általában optikai mikroszkópból, kamerából, számítógépből és elemző szoftverből áll. A részecskeméret mérése során a mintát tárgylemezekkel és glicerinnel megfigyelési mintává alakítják, majd optikai mikroszkóp alá helyezik megfigyelésre, és a mintaképet kamerával készítik, majd számítógépre viszik át részecskeméret-elemzés céljából elemző szoftverrel (pl. a következő ábrán látható).

A képmódszer előnyei az intuitív detektálás, a részecskemorfológia elemzése és így tovább. A képmódszer hátránya a kis mintamennyiség, a teszteredmények rossz reprezentációja, a fárasztó működés és a hosszú időigényesség.

2. Elszámolás módja
A részecskeméret ülepítéssel történő mérése egy olyan eszköz és módszer, amellyel mérhető a részecskeméret-eloszlás a folyadékban lévő részecskék ülepedési sebessége alapján. Módszer a gyémántpor méreteloszlásának mérésére a különböző méretű részecskék folyadékokban való ülepedési sebessége szerint.

Alapvető eljárása az, hogy a mintát egy bizonyos folyadékba helyezzük, hogy bizonyos koncentrációjú szuszpenziót készítsünk, a szuszpenzióban lévő részecskék a gravitáció hatására leülepednek.

 

A részecskék ülepedési sebessége összefügg a részecskék méretével. A nagy részecskék ülepedési sebessége gyors, a kis részecskéké lassú. A részecskék ülepedési sebességét közvetetten tükrözi a szuszpenzióban lévő fényintenzitás változási sebességének mérése különböző időpontokban, és kiszámítja a részecskék méreteloszlását. A részecskék ülepedési sebességét azonban a tényleges mérési folyamatban nehéz közvetlenül mérni. Ezért általában a folyadékszint alatti mélységben a szuszpenziókoncentráció változási sebességének mérésére használják a részecskék ülepedési sebességének közvetett meghatározására, majd a minták szemcseméret-eloszlásának mérésére.

3. Centrifugálás
Finomabb részecskék esetében a gravitációs ülepítési eljárás hosszabb ülepítési időt igényel, és nagymértékben befolyásolja a konvekció, diffúzió, Brown-mozgás és egyéb tényezők az ülepedési folyamat során, ami nagyobb mérési hibát eredményez.

 

E problémák leküzdésére általában centrifugális ülepítési módszert alkalmaznak. Az ülepítő tartály egy nagy sebességgel forgó tárcsába van helyezve, hogy felgyorsítsa a részecskék ülepedési sebességét, ezzel nagymértékben lerövidítve a mérési időt, javítva a mérési pontosságot és lehetővé téve az ultrafinom részecskék kimutatását. A centrifugális részecskeméret-elemzők ma már 20,000 fordulat/perc feletti sebességgel működnek. Az észlelési határ nanométer.

4. Lézeres módszer
A lézeres módszer a részecskék fényszóródásának fizikai jelensége alapján méri a méreteloszlást. A gyakorlati alkalmazásban a mérési adatok stabilak a rövid mérési idő miatt, különösen a 150-nél kisebb szemcseméretnél. A gyakorlati alkalmazásban felismerték a pormérést.

5. Kurt-módszer
A Kurt-módszer, más néven ellenállási módszer, a kislyukú ellenállás elvét használja. Amikor a mikrorészecske áthalad egy kis lyukon, a mikrorészecske elfoglalja a kis lyukban lévő hely egy részét, és a kis lyukban kiüríti a vezetőképes folyadékot, ami megváltoztatja az ellenállást a kis lyuk mindkét végén.

 

A műszer feldolgozza ezeket az ellenállásjeleket, és megszámolja a méreteloszlást. Ez a mérési módszer alkalmas egyenletes szemcseméretű (azaz szűk részecskeméret-eloszlású) porminták mérésére, valamint vízben előforduló ritka szilárd részecskék méretének és számának mérésére. Előnye a nagy felbontás, a gyors mérési sebesség és az egyszerű kezelés. De vannak olyan hiányosságok is, mint például a kis dinamikatartomány és az elégtelen alsó mérési határ.