亚筛粒度仪

2014年3月13日消息 据市场研究公司MarketsandMarkets发布的一份报告预测，从2013年到2018年，全球粒度分析市场年复合增长率为4.9%，即2018年该市场规模将达到2.9亿美元。 　　纳米技术的应用日益广泛，市场参与者在全球范围内的地域扩张，传统行业(如医疗保健、化工、采矿和石油)严格的监管规则及良好的生产规范等诸多因素，推动了全球粒度分析市场的增长。 　　另一方面，发展中国家粒度分析仪的高额进口关税、分析仪器的高成本以及客户意识缺乏等因素限制了全球粒度分析市场的增长。市场兼并重组整合，以及发展中国家着眼于提高行业标准，这些为该市场的参与者提供了高速增长的机会。 　　2013年，北美占据全球粒度分析市场的最大份额(32.8%)，其次是欧洲(32.3%)。然而，亚太市场从2013年到2018年预计将以6.0%的年复合增长率扩容。医药研发和制造活动从发达国家向亚洲国家的逐步迁移，发展中国家不断提高行业标准，这些因素将刺激亚太地区粒度分析市场的增长. 　　目前，活跃在粒度分析市场的重要仪器厂商包括马尔文仪器有限公司(英国)、堀场制作所(日本)、贝克曼库尔特公司(美国)、麦奇克公司(美国)、麦克仪器公司(美国)、IZON有限公司(新西兰)、CILAS (法国)、新帕泰克有限公司(德国)以及安捷伦科技公司(美国)。 　　按技术原理分，全球粒度分析市场可分为6大类&mdash &mdash 激光衍射、动态光散射(DLS)、成像、库尔特原理、纳米粒子跟踪分析及其它(谐振质量测量、沉降、筛分和激光散射)。 　　按样品分散分，全球粒度分析市场包括湿法粒度分析仪、干法粒度分析仪和喷雾粒度分析仪。 　　按应用行业分，全球粒度分析市场可分为医疗、化工、石油、采矿、矿产、水泥、食品和饮料及其他(碳粉、墨水、油漆、涂料、环境分析、化妆品)。 　　全球粒度分析仪市场在医疗保健行业的终端用户分布在制药和生物技术公司、临床研究机构和第三方实验室和学术机构。 （编译：刘玉兰）

p style=" text-indent: 2em " 激光粒度仪在粉体、乳液、液体雾滴的测量中有着广泛的应用，样品池则是关键的零部件之一，对激光粒度仪的粒度检测能力有重要的影响。时随境迁，在如今的科研工作和工业生产中，测量亚微米颗粒的需求越来越多，提升亚微米颗粒的测量能力是激光粒度测试技术的重要研究方向。那么常见的激光粒度仪用样品池都有哪些种类？怎样的样品池最有助于激光粒度仪测量亚微米级颗粒呢？ /p p style=" text-indent: 2em " （1）传统样品池 /p p style=" text-indent: 2em " 传统样品池由两块互相平行的平板玻璃组成，待测颗粒悬浮于两块玻璃之间。其结构如下图所示： /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/47b9ccda-c182-4fd4-9143-b0cf03ab95db.jpg" title=" 1.png" / /p p /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " （传统样品池结构图） /p p style=" text-indent: 2em " 样品池垂直于入射光，由于悬浮介质多为液体，而液体的折射率大于空气，当散射角大于一定范围时，由于全反射的作用，散射光不能出射到空气中，从而限制了仪器对亚微米颗粒的测量能力。 /p p style=" text-indent: 2em " （2）梯形样品池 /p p style=" text-indent: 2em " 用一块梯形玻璃代替了传统样品池右侧的平板玻璃，其结构如下图所示： /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/149ae414-cd61-4974-a297-86a864eb9da7.jpg" title=" 2.png" / /p p /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " （梯形样品池结构图） /p p style=" text-indent: 2em " 这种样品池结构只需一束照明光，且小角度散射光从梯形玻璃的平面出射，大角度散射光则从玻璃的斜面出射，避免了全反射的发生。但是，从平面出射的小角度散射光与斜面出射的超大角度散射光在空间上部分叠加，相互干扰。 /p p style=" text-indent: 2em " （2）三角形样品池 /p p style=" text-indent: 2em " 用一块三角形玻璃代替了传统样品池右侧的平板玻璃，其结构如下图所示： /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/be92b18a-dfa0-4afb-bc7e-9a99d307e6b9.jpg" title=" 3.png" / /p p /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " （三角形样品池结构图） /p p style=" text-indent: 2em " 该方法突破全反射限制机理，与梯形样品池的散射机理相同，但是其玻璃厚度过大。 /p p style=" text-indent: 2em " （4）柱面镜样品池 /p p style=" text-indent: 2em " 入射光沿着两块玻璃之间的狭缝入射，散射光则从玻璃出射。其结构如下图所示： /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/20702fb4-dc04-4cb8-b91c-786f9ad31bbb.jpg" title=" 4.png" / /p p /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " （柱面镜样品池结构图） /p p style=" text-indent: 2em " 该方法使４５° ～１３５° 的散射光能够出射到空气中，胶合在右侧平板玻璃上的柱面镜对相同散射角的出射光起聚焦作用，但是这种方法在小角度散射光的接收方面存在一定困难。 /p p style=" text-indent: 2em " （5）环形样品池 /p p style=" text-indent: 2em " 环形样品池的透明池壁和池内的液体柱组成一个透镜组。针孔的中心和主探测器的中心对于该透镜组互为物像关系。由于该透镜组在平行于纸面的方向具有聚焦能力，而在垂直于纸面的方向不具有聚焦能力，因此在该透镜组的前面增加一个平凸柱面透镜，以实现垂直于纸面方向光线的聚焦，从而使针孔以及探测器中心相对于平凸柱面透镜也呈物像关系。其结构如下图所示： /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/3aac82b4-aa81-4526-94be-fd5a39e400d0.jpg" title=" 5.png" / /p p /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " （环形样品池结构图） /p p style=" text-indent: 2em " 环形样品池相比于传统样品池，具有更宽的散射角接收范围，理论上具有更小的测量下限与较高的小颗粒测量灵敏度。环形样品池法相比于其他扩展散射角的方法，理论上在０° ～１８０° 的范围内，散射光都能从池壁出射，巧妙地规避了传统方法中全反射的影响，不存在不同照明光束的数据拼接问题，也不存在不同出射面出射的散射光之间的相互干扰问题，且结构非常简单。与传统样品池测量结果的对比表明，环形样品池方法能够使仪器的测量下限接近静态光散射方法的理论极限。 /p p style=" text-indent: 2em " 环形样品池在激光粒度仪亚微米颗粒的粒度检测中，具有独到的优势，基于环形测量池的激光粒度测试方法对亚微米颗粒具有测量下限低、测量精度高、分辨率高和可靠性高的特点，堪称是亚微米粒度检测中的“环形天使”，这样的样品池，你的激光粒度仪拥有了吗？ /p

p style=" text-indent: 2em " 现如今水泥厂都偏向于将水泥磨细来提高水泥强度，其实水泥石强度并不一定随水泥细度的增加、组分水化活性的提高而提高。但颗粒越细，水化活性越高；最初的强度发展速率随细度增加而增长。在规范中，水泥细度通常用筛余或比表面积来衡量。实际上除了进行上述指标的控制，对于细度而言粒度分布（水泥行业称“颗粒级配”，这里统称“粒度”或“粒度分布”）也是重要因素。 /p p style=" text-indent: 2em " 粒度分布是指组成水泥的所有颗粒中，不同粒径颗粒所占有的百分比。粒度分布的测定不仅是控制水泥颗粒细度的一种有效的方法，更重要的是它将对粉磨、分级等环节的优化提供准确的依据。水泥的粒度分布情况将极大地影响混凝土的强度。粒度分布的测量对最终产品的质量控制，以及在生产的过程中，如何使生产工艺最佳化，来提高产品的质量，同时在减少能耗，降低生产成本等方面均有极大的作用。 /p p style=" text-indent: 2em " 大量研究表明，在原料及烧成条件确定的情况下,粒度决定水泥性能,同时物料的颗粒分布也能用来判断粉磨系统的性能。水泥颗粒只有发生水化，才对强度有贡献，而水化过程对一个单独的水泥颗粒而言又是由表及里，渐进发生的，1微米以下细颗粒由于在和水的拌和过程中就完全水化，对强度没有贡献。其含量增加，说明存在过粉磨，浪费了粉磨能量；同时显著增加了拌和的需水量，降低了浇筑性能。因此，该组分颗粒应尽可能减少。1～3微米颗粒含量高，3天强度就高，同时需水量会相应增加，浇筑性能下降。因此，该组分颗粒在3天强度能满足要求的前提下，也应尽可能低。大颗粒水化的慢，在后期才能逐渐发挥作用，特大颗粒只有表层被水化，内核只起骨架作用，对强度没有贡献。浇筑28天后的水化深度约为5.46µ m。这就意味着大于两倍水化深度（约11µ m）的颗粒，总是有一部分内核未水化。未被水化的内核在混凝土中只起骨架作用，对胶凝没有贡献。16、32和64µ m颗粒的水化率分别为97%、72%和43%，因此通常认为3～32µ m颗粒对28天强度起主要作用。32µ m以上颗粒，尤其是65µ m以上颗粒水化率较低，是对熟料的浪费，应尽可能降低。3～16µ m颗粒含量越高，熟料的作用发挥得越彻底，相同条件下混合材添加量就可以越高。32µ m以上颗粒含量过高，泌水性会增大。混合材在粒度上如果能与熟料互补，形成最佳堆积，则混合材的添加不仅不会降低水泥强度，而且还能增加强度。而传统的细度和比表面积同水泥的性能的相关性并不理想。因此,在现代水泥生产中,测定水泥的颗粒分布对水泥性能（比如强度、流动性、混合材的掺加比例等）有强烈影响。 /p p style=" text-indent: 2em " 那么如何更好的测得水泥的粒度呢？现代比较流行的粒度测试仪器有：激光粒度仪、沉降粒度仪、电阻法颗粒计数器、显微颗粒图像分析仪以及纳米激光粒度仪等。其中用动态光散射原理的光子相关动态光散射仪的测量范围主要在亚微米和纳米级，显然不适合水泥的测量；沉降仪、电阻法计数器和图像仪的测量范围虽然主要在微米级，但它们的动态范围不够。所谓动态范围就是粒度仪器在一个量程内能测量的最大与最小粒径之比。前述三种仪器的动态范围均在20:1左右，而一个水泥样品的粒度分布范围大约在100:1左右，所以这三种仪器也难以满足水泥的粒度测试需要。激光粒度仪的动态范围可以达到1000:1以上，大于水泥的粒度分布范围；其次它在样品分散方式上还可用空气作为介质（干法分散），做到了既方便又低成本，测试速度快，测一个样品只需1min左右，而且测量的重复性好，D50的相对误差小于1%。因此激光粒度分析仪已逐渐成为水泥行业中一种日常的控制方式而得到广泛应用。 /p