智能激光粒度分析儀是一種基于激光散射原理,用于測量顆粒大小分布的精密儀器。其工作原理基于米氏散射理論。當激光束照射到顆粒上時,顆粒會將光能散射到各個方向。散射光的強度與顆粒的大小、形狀、折射率以及激光波長等因素密切相關。通過測量散射光的強度分布,并結合顆粒的散射特性,可以推算出顆粒的粒徑大小及其分布。
智能激光粒度分析儀主要由激光發射器、光學系統、光電探測器、數據處理系統等部分組成。在測量過程中,激光發射器發出激光束,經過光學系統聚焦后照射到待測樣品上。樣品中的顆粒在激光束中發生散射,散射光經過光學系統收集后,由光電探測器轉換為電信號。數據處理系統對電信號進行處理,最終得到顆粒的粒徑大小及其分布。
智能激光粒度分析儀其主要應用范圍包括:
一、材料科學與工程
非金屬粉體:對重鈣、輕鈣、滑石粉、高嶺土、石墨、二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、碳化硅等粉體進行粒度分析,控制產品質量和性能。
金屬粉體:分析鋁粉、鋅粉、銅粉、鐵粉、鈦粉、鎳粉、3D打印用金屬粉末等的粒度分布,對粉末冶金、增材制造(3D打印)等工藝至關重要。
納米材料:測量量子點、納米金屬、納米氧化物、碳納米管、石墨烯等納米材料的粒徑,是納米科技研發和質量控制的關鍵手段。
陶瓷原料:控制陶瓷粉體的粒度,直接影響陶瓷制品的燒結性能、致密度和機械強度。
二、化工與能源
催化劑:分析分子篩、貴金屬催化劑等的粒度,粒度分布直接影響催化活性和選擇性。
涂料與油墨:控制顏料、填料的粒度,影響涂料的遮蓋力、光澤度、分散性、穩定性和流變性能。
塑料與橡膠:分析填料(如碳酸鈣、二氧化硅)和添加劑的粒度,影響復合材料的力學性能和加工性能。
電池材料:在鋰離子電池研發中,精確控制正極材料(如三元材料、磷酸鐵鋰)、負極材料(如石墨、硅碳)、導電劑(如炭黑)的粒度,對電池的能量密度、循環壽命和安全性有決定性影響。
石油化工:用于催化劑、鉆井泥漿、燃料油中顆粒的分析。
三、生物醫藥與制藥
藥物制劑:藥物顆粒的粒度直接影響其溶解速率、生物利用度、穩定性、流動性及片劑的壓片性能。激光粒度儀用于原料藥(API)、輔料以及最終制劑的粒度控制,是符合GMP要求的重要質控環節。
吸入制劑:對于氣霧劑、干粉吸入劑,顆粒的空氣動力學直徑是關鍵質量屬性,激光粒度儀(常結合干法進樣)用于其粒度分析。
納米藥物:表征脂質體、聚合物納米粒等納米載藥系統的粒徑,是研發和質控的核心。
疫苗佐劑:分析鋁佐劑等顆粒的粒度。
四、食品與農業
食品添加劑:控制乳化劑、增稠劑、色素、營養強化劑等粉體的粒度,影響食品的口感、穩定性、溶解性和生物吸收率。
奶粉與咖啡:分析奶粉、速溶咖啡粉的粒度,影響其沖調性和口感。
調味品:如糖粉、鹽、香料粉的粒度控制,影響其流動性和使用體驗。
飼料:分析飼料原料的粒度,影響動物的消化吸收率。
五、環境與地質
土壤分析:測定土壤顆粒組成(沙粒、粉粒、粘粒的比例),是土壤分類、肥力評價和水土保持研究的基礎。
河流泥沙:分析泥沙的粒度分布,用于研究河流侵蝕、沉積過程和水文環境。
大氣顆粒物:結合采樣裝置,可分析PM10、PM2.5等可吸入顆粒物的粒度分布,用于環境監測和污染源解析。
六、其他領域
水泥與建材:控制水泥熟料、粉煤灰、礦渣微粉等的粒度,影響水泥的強度和凝結時間。
造紙:分析造紙填料(如碳酸鈣、高嶺土)和涂料的粒度,影響紙張的白度、平滑度和印刷性能。
化妝品:控制粉底、爽身粉等產品中粉體的粒度,影響產品的涂抹性、遮蓋力和膚感。
科研單位:作為基礎研究工具,廣泛應用于化學、物理、材料、環境等學科的實驗室。