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激光粒度儀的穩(wěn)定性，重復(fù)性，再現(xiàn)性在實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)

       激光粒度儀通過(guò)傅立葉透鏡和光電探測(cè)器采集顆粒對(duì)激光的散射光能，各個(gè)不同角度的散射光分別匯聚在不同編號(hào)的光電探測(cè)器上，經(jīng)過(guò)散射理論反演計(jì)算得出顆粒的粒徑分布。隨著國(guó)內(nèi)粒度儀制造水平的提高，測(cè)試性能也不斷提升。

       我們常說(shuō)的激光粒度儀的重復(fù)性，通常形容測(cè)量結(jié)果的一致程度。但是對(duì)同一個(gè)樣品的一次取樣的多次測(cè)量及對(duì)于同一個(gè)樣品多次取樣測(cè)量顯然是不一樣的概念，兩者極容易被混淆。在粒度儀的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，前者被稱作重復(fù)性，后者常被稱作重現(xiàn)性或再現(xiàn)性。重復(fù)性的好壞僅與粒度儀的光能數(shù)據(jù)獲取的穩(wěn)定性有關(guān)，而重現(xiàn)性的好壞對(duì)除了影響重復(fù)性的因素外，還對(duì)儀器的雜散光控制能力、對(duì)中度、光源和背景的穩(wěn)定性、進(jìn)樣器的分散性能有全面的要求。也就是說(shuō)重復(fù)性好不足以說(shuō)明測(cè)量結(jié)果的“可靠”，只有良好的重現(xiàn)性的儀器才能對(duì)樣品粒徑進(jìn)行可靠的評(píng)價(jià)，有利于用于多個(gè)樣品之間差異的準(zhǔn)確識(shí)別。

       粒度儀的分辨能力指的是儀器對(duì)樣品不同粒徑的顆粒測(cè)量分辨能力以及對(duì)給定粒度等級(jí)中顆粒含量的微小變化識(shí)別的靈敏程度。一般來(lái)說(shuō)，除了影響重現(xiàn)性的因素外，散射光能分布角度和光強(qiáng)的獲取，低背景噪聲的光學(xué)電子設(shè)計(jì)，高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換及反演計(jì)算水平都對(duì)儀器的分辨能力有較大影響。優(yōu)良分辨能力對(duì)粒度儀的設(shè)計(jì)和制造提出更高的要求。

激光粒度分析儀在鋰電池行業(yè)應(yīng)用意義        

       傳統(tǒng)鋰電池主要應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，逐漸走向成熟，而伴隨著技術(shù)進(jìn)步、成本降低，特別是對(duì)綠色新能源的強(qiáng)烈需求，應(yīng)用于電動(dòng)工具、汽車(chē)、甚至是儲(chǔ)能需求的鋰電池市場(chǎng)正在快速成長(zhǎng)。與此同時(shí)，電池能效性和安全性要求也越來(lái)越高，而這兩種特性的好壞，與正負(fù)極材料和隔膜材料的粒度均勻性和顆粒細(xì)度（粒度分布）有極大的相關(guān)性。

        從大量的制漿經(jīng)驗(yàn)以及行業(yè)交流反饋來(lái)看，諸如鋰鈷氧(LiCoO2)、鋰錳氧(LiMn2O4)、鋰鎳氧(LiNiO2)、鋰鎳鈷錳氧(LiNiCoMnO2)和磷酸鐵鋰(LiFePO4)等多種不同的正極材料，通常采用中值粒徑D50作為關(guān)鍵質(zhì)控指標(biāo)。不同材料不同工藝的產(chǎn)品對(duì)原材料的粒徑要求也不盡相同，以分布在1-20um范圍內(nèi)居多。負(fù)極材料以石墨為例，當(dāng)其平均粒徑為16-18um，且粒度分布較為集中時(shí)，電池有較好的初放容量及效率。 此外，隨著電池隔膜的厚度要求不斷提高，對(duì)其中添加阻燃材料的粒徑要求也隨之不斷提高，常使用的隔膜氧化鋁粒徑從微米級(jí)逐漸發(fā)展到亞微米甚至是納米級(jí)。隨著電池性能提高對(duì)原材料的粒度要求不斷提高，激光粒度儀發(fā)揮著不可替代的作用，同時(shí)對(duì)粒度測(cè)量?jī)x器的重復(fù)性、重現(xiàn)性、分辨能力提出了更高的要求。

       激光粒度儀的高分辨能力在電池材料的檢驗(yàn)中，對(duì)測(cè)試樣本中少量的大顆粒或小顆粒的準(zhǔn)確識(shí)別有著重要的意義。比如說(shuō)在電池材料活性物質(zhì)中如果存在少量的大顆粒，可能會(huì)對(duì)涂布、滾壓造成負(fù)面影響。如果在原材料檢測(cè)時(shí)就發(fā)現(xiàn)，則可以避免后續(xù)不良品的產(chǎn)生。另一個(gè)典型的例子是粒徑過(guò)小的石墨粉在粉碎過(guò)程中更易于使其晶型結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，小顆粒石墨粉中菱形晶數(shù)量相對(duì)較多，而菱方結(jié)構(gòu)的石墨具有較小的儲(chǔ)鋰容量，使電池的充放電容量有所降低。另外顆粒直徑太小，單位重量總表面積就會(huì)很大，需要包覆材料越多，導(dǎo)致電極材料的堆積密度減小而體積能量密度下降。如果能準(zhǔn)確的對(duì)各種原材料進(jìn)行粒度測(cè)試，在一定程度上有助于預(yù)判后續(xù)產(chǎn)品性能。以上只是舉的一些顯而易見(jiàn)的例子，實(shí)際上電池性能的諸多方面都與正負(fù)極材料和隔膜材料等的粒徑息息相關(guān)。

       激光粒度儀測(cè)試含有少量大顆粒的石墨原材料的粒度分布圖和粒度分布表，可以看到對(duì)于體積含量在0.5%以下的極少量60-100um的顆粒，以及體積含量在1%左右的2um以下顆粒，均能夠靈敏的檢測(cè)出來(lái)其詳盡的粒度分布。激光粒度儀對(duì)粉體材料的大、小顆粒具有高超的分辨能力，對(duì)于zui終下游應(yīng)用中電池產(chǎn)品的安全性能和容量性能有更準(zhǔn)確的指導(dǎo)意義。如果對(duì)于對(duì)少量小顆粒特別關(guān)注，在軟件上，甚至可以采用數(shù)量分布替代體積分布的計(jì)算方法，進(jìn)一步放大小顆粒的權(quán)重，對(duì)小顆粒數(shù)量上的變化進(jìn)行更易識(shí)別的測(cè)試和生產(chǎn)質(zhì)控。但需要注意的是，對(duì)于分布較寬的樣品，由于大小顆粒在尺寸上差異本身就很大，同樣體積的大小顆粒的數(shù)量相差將會(huì)異常巨大，取樣和分散測(cè)量上的少許波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果數(shù)量分布上較大的偏差。由此可見(jiàn)高分辨能力和重現(xiàn)性的激光粒度分析儀在電池原材料粒度檢測(cè)領(lǐng)域能帶來(lái)更好的質(zhì)控效益。

激光粒度儀在水泥行業(yè)應(yīng)用意義

      水泥是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)原材料，針對(duì)不同用途，水泥的粒度（顆粒級(jí)配）對(duì)zui終混凝土商品的耐久性、適用性、強(qiáng)度，以及其施工性和經(jīng)濟(jì)性是起著重要影響的關(guān)鍵因素，水泥的質(zhì)量與工程質(zhì)量有著密切的關(guān)系。高性能混凝土在現(xiàn)代建筑工業(yè)中發(fā)揮了重要的作用，對(duì)于高速鐵路，大跨度橋梁以及超高建筑物建設(shè)起到了及其重要的意義。

       在高性能混凝土配置過(guò)程中，由于水泥的礦物組成和水泥顆粒粒度的分布差別導(dǎo)致了混凝土的性質(zhì)產(chǎn)生了較大的差異。市場(chǎng)對(duì)水泥粒度的快速、簡(jiǎn)便、地檢測(cè)有著廣泛的需求。傳統(tǒng)的勃氏比表面積法和篩析法可以獲得水泥整體粗細(xì)和部分不同粒徑段的信息，現(xiàn)代常用的粒度分析儀器——激光粒度分析儀，其粒度分析具有動(dòng)態(tài)范圍大，粒徑分級(jí)詳細(xì)，測(cè)試速度快，操作方便，重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，干法激光粒度儀可以作為*水泥企業(yè)日常測(cè)試儀器。

激光粒度儀在農(nóng)藥行業(yè)應(yīng)用意義

        農(nóng)藥原藥加工成各種制劑時(shí)，粒度和粒度分布經(jīng)常是一個(gè)重要控制參數(shù)，影響其制品的許多理化性質(zhì)（例如溶解性、化學(xué)反應(yīng)速度、吸附性等）、 貯藏穩(wěn)定性、流變行為、生物活性等。 農(nóng)藥被分散的程度，是衡量制劑質(zhì)量和噴灑質(zhì)量的主要指標(biāo)，與農(nóng)藥的儲(chǔ)存性能，藥效，環(huán)保特性等息息相關(guān)。準(zhǔn)確、全面地測(cè)定農(nóng)藥藥劑特征粒徑和粒度分布對(duì)于農(nóng)藥劑型研發(fā)、加工至關(guān)重要。

       懸浮劑中懸浮液通常呈現(xiàn)膠體狀態(tài)，符合膠體穩(wěn)定性理論。一般情況下，膠體中懸浮粒子粒徑越小，具有的穩(wěn)定性越好，沉降速度慢、低溫穩(wěn)定性也相對(duì)較好；膠體粒子在儲(chǔ)存過(guò)程中有隨時(shí)間聚集長(zhǎng)大的趨勢(shì)，膠體粒子粒徑越大，膠體分散系的穩(wěn)定性會(huì)逐漸變差。因此膠體粒子的聚集與否，是穩(wěn)定性的關(guān)鍵，粒徑變化是影響制劑物理穩(wěn)定性的主要原因，通過(guò)激光粒度儀可以快速的評(píng)估懸浮劑中粒子狀態(tài)，評(píng)估制劑儲(chǔ)存特性。同時(shí)，對(duì)于水乳劑分散度提高可以提高乳化率，不致于產(chǎn)生油水分離現(xiàn)象。

       粉劑的藥效和細(xì)度有密切的關(guān)系，藥粒愈小，愈易為害蟲(chóng)吞食，食后亦較易被腸道吸收而發(fā)揮毒效。但藥粒過(guò)細(xì)，有效成分揮發(fā)加快，藥效期縮短，噴藥時(shí)飄移嚴(yán)重，反而會(huì)降低藥效，并對(duì)環(huán)境不利。同時(shí)，在粉劑噴灑準(zhǔn)備中，其懸浮率與其細(xì)度也是直接相關(guān)的。因此對(duì)生產(chǎn)的粉劑農(nóng)藥粒徑進(jìn)行合理的控制，根據(jù)原藥特性、加工設(shè)備條件和施藥機(jī)械水平，確定合適的粒徑，可以zui大程度的發(fā)揮其用藥效率，并避免對(duì)環(huán)境的污染，減少藥害的發(fā)生。

        此外，可溶性粉劑細(xì)度有直接要求，例如97%以上小于40um，在粒度儀測(cè)試結(jié)果對(duì)應(yīng)參數(shù)為D97小于40um，細(xì)度與粉劑在水中溶解時(shí)間直接相關(guān)。種衣劑細(xì)度與其成膜性、包衣牢度、緩釋性能等密切相關(guān)。泡騰片劑的分散粒徑與分散時(shí)間、30min后懸浮率、熱穩(wěn)定性，緩釋性能等相關(guān)。

        激光粒度儀除了可以在鋰電池，水泥，農(nóng)藥等行業(yè)進(jìn)行直接測(cè)試外，還可以用來(lái)測(cè)量多種不同的填料如白炭黑、陶土、輕質(zhì)CaCO3等，其細(xì)度、吸油率高、堆積密度、活性直接影響制劑的流動(dòng)性，貯藏穩(wěn)定性。激光粒度儀也可以選擇不同的介質(zhì)類型，例如水、有機(jī)介質(zhì)、空氣對(duì)不同屬性的樣品針對(duì)性地進(jìn)行測(cè)試。例如油懸浮劑的測(cè)試可以選用有機(jī)油類作為介質(zhì)，測(cè)試結(jié)果更符合懸浮劑中真實(shí)的粒度分布，能更準(zhǔn)確評(píng)估其儲(chǔ)存特性。而水溶解性的粉劑等類型也可以有機(jī)介質(zhì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量，或采用干法氣流分散的粒度儀來(lái)測(cè)量。