Forscher testen die Partikelgröße mit einem Laser-Partikelgrößenanalysator nach einer einzigen Klassifizierung von schwerem Kalziumpulver. Überraschenderweise änderte sich die Feinpartikelgröße und der D100-Wert stieg. Nach einer zweiten Klassifizierung stieg der D100-Wert erneut an, was zu weiterer Verwirrung führte.
Zunächst bestand der Verdacht, dass sich möglicherweise andere Pulver mit dem Kalziumpulver vermischt haben könnten. Nachdem diese Möglichkeit jedoch ausgeschlossen wurde, blieb das Problem weiterhin bestehen. Konzentrieren wir uns also auf den Klassifizierungsprozess und die Erkennungsmethoden, um zu verstehen, warum dies geschieht.
Ausschließlich Kontamination: Fokus auf Klassifizierung und Erkennung
Es ist unwahrscheinlich, dass es sich mit anderen Pulvern vermischt, also schauen wir uns den Klassifizierungsprozess und die Nachweismethoden an. Hier ist eine einfache Analyse, um Klarheit zu schaffen.
Mahleinrichtung und Sichterfunktion
Der Schleifgeräte bläst Pulverpartikel durch einen aufwärts gerichteten Luftstrom in den Klassierer. Dieser Klassierer oder Luftstromklassierer nutzt mechanische Zentrifugalkraft, um die Pulverpartikel im Luftstrom zu beschleunigen. Größere Partikel werden nach außen geschleudert, treffen auf die Eisenwand und verlieren kinetische Energie, wodurch sie wieder nach unten fallen. Kleinere Partikel verbleiben in der Mitte des Luftstroms und werden zum Staubsammler oder anderen nachfolgenden Verarbeitungsstufen befördert.
Laser-Partikelgrößenanalysator
Der Laser-Partikelgrößenanalysator testet Partikelgrößen, indem er verdünnte Pulverpartikel in eine wässrige Lösung gibt. Der Analysator verwendet einzelne oder doppelte Lichtquellen mit bestimmten Wellenlängen, um Interferenzen oder Beugungen zu induzieren. Er basiert auf Modellen wie dem MIE oder Fraunhofer um die Wechselwirkung von Licht mit Partikeln zu simulieren. Anschließend berechnet es statistische Daten zum Volumendurchmesser.
MIE-Modell: Wird hauptsächlich für Partikelgrößen im Nanometerbereich verwendet.
Fraunhofer-Modell (F-Modell): Besser für größere Partikelgrößen geeignet.
Das Prinzip hinter diesen Modellen ist komplex, aber jedes Modell ist für unsere Analyse auf unterschiedliche Partikelgrößenbereiche zugeschnitten.
Warum steigt D100 ständig an?
Wenn ein Pulver mehreren Klassifizierungen unterzogen wird, kann dies dazu führen, dass der D100-Wert (die Partikelgröße, bei der 100% des Materials kleiner ist) mit jeder Klassifizierung steigt. Dies hat häufig folgende Gründe:
- Partikelumverteilung: Nach jeder Klassierung können feinere Partikel entfernt werden, so dass ein größerer Anteil gröberer Partikel übrig bleibt. Das Ergebnis ist eine allgemeine Verschiebung der Partikelgrößenverteilung, was zu einer Erhöhung des D100-Wertes führt.
- Klassifiziereffizienz: Die Effizienz des Klassifizierers kann variieren, insbesondere bei der Verarbeitung von Pulvern mit einer breiten Partikelgrößenverteilung. Eine inkonsistente Klassifizierung kann dazu führen, dass feinere Partikel wieder in das System gelangen, was zu Änderungen der Partikelgrößenergebnisse führt.
- Variabilität der Messmethoden: Die Methoden des Laser-Partikelgrößenanalysators, insbesondere die MIE- und Fraunhofer-Modelle, können je nach Art der Partikel und der zur Erkennung verwendeten Wellenlänge zu Messabweichungen führen.
Die Rolle von D97, D98 und D100 in der Laserpartikelgrößenanalyse
Im Bereich der Partikelgrößenanalyse liegt der Fokus vor allem auf T97-Serie oder T98-Serie Werte, die die höchsten Partikelgrößen darstellen. Während Forscher selten diskutieren D100. Wenn Sie jedoch die Testergebnisse von Laser-Partikelgrößenanalysatoren – ob von Malvern, Bexter oder anderen Geräten – genau untersuchen, werden Sie feststellen, dass die T97-Serie Und D100 Werte können erheblich abweichen. Dieser Unterschied, der oft im Bereich von 0,02% bis 0,04% liegt, unterstreicht die Komplexität der Partikelgrößenmessung.
Den Wert verstehen
Der D100 Der Wert stellt die Partikelgröße dar, bei der 100% der Probe kleiner ist. Obwohl dieser Wert entscheidend erscheinen mag, wird er oft überschattet von der T97-Serie Und T98-Serie Messungen, die sich auf den oberen Grenzwert konzentrieren. Die Diskrepanz zwischen D97- und D100-Werten ist nicht unbedingt auf Fehler im Messprozess zurückzuführen, sondern vielmehr auf die indirekte Natur der Laser-Partikelgrößenanalyse.
Laser-Partikelgrößenanalysator: Indirekte Detektionsmethode
Laser-Partikelgrößenanalysatoren wie die von Malvern oder Bexter verwenden Interferenz oder Beugung Modelle zur Schätzung der Größe von Pulverpartikeln. Diese Analysatoren verwenden spezifische mathematische Modelle, wie zum Beispiel die MIE oder Fraunhofer Modell zur Berechnung des Volumendurchmessers auf Basis der Interferenzwellen, die bei der Wechselwirkung von Licht mit Pulverpartikeln entstehen.
Dieser Prozess ist jedoch indirekt— Die Modelle basieren auf statistischen Berechnungen und nicht auf direkten Messungen. Daher können Ungenauigkeiten auftreten, insbesondere bei Extreme des Partikelgrößenbereichs, wie beispielsweise die kleinste (0%) und größte (100%) Partikelgröße. Diese statistische Natur bedeutet, dass die Analyse möglicherweise bestimmte große Partikel statistisch ausschließt, die im Verhältnis zur Lichtwellenlänge zu selten oder zu groß sein könnten.
Statistische Ungenauigkeiten bei großen und kleinen Partikeln
Die Genauigkeit von Laser-Partikelgrößenanalysatoren wird oft begrenzt durch die statistische Schwellenwerte von den Modellen vorgegeben. Wenn es eine kleine Zahl Bei sehr feinen Partikeln können diese aufgrund statistischer Einschränkungen bei der Probenentnahme übersehen werden. Umgekehrt gelangen mit zunehmender Anzahl gröberer Partikel in den Probenpool und tragen zur beobachteten Partikelgrößenverteilung bei. Dies führt zu D100 Die Werte werden von diesen statistischen Schwellenwerten beeinflusst, die wiederum untrennbar mit der Reproduzierbarkeit und den Nachweisgrenzen des Analysators verbunden sind.
Abschluss
Laser-Partikelgrößenanalysatoren liefern wertvolle statistische Daten durch ein indirektes Messverfahren. Sie bieten Reproduzierbarkeit innerhalb bestimmter Partikelgrößenbereiche und sind äußerst nützlich für die Steuerung von Produktions- und Anwendungsprozessen. Pulver besteht aus einem breiten Spektrum an Partikelgrößen, und die Analyse dieser Partikel erfordert ein Verständnis sowohl der feinen als auch der groben Extreme. Direkte Messverfahren wie die Elektronenmikroskopie bieten einen genaueren, visuellen Ansatz zur Partikelgrößenbeobachtung, sind jedoch häufig ressourcenintensiver.
Um die Gründe für die mehrfache Klassifizierung von schwerem Kalziumpulver und die Änderungen des D100-Werts zu verstehen, müssen sowohl der Klassifizierungsprozess als auch die Einschränkungen der Nachweismethoden berücksichtigt werden. Die mehrfachen Klassifizierungszyklen und das Verhalten des Klassifikators sowie die vom Laser-Partikelgrößenanalysator verwendeten Modelle spielen alle eine Rolle bei den beobachteten Änderungen der Partikelgrößenverteilung. Durch die Optimierung des Klassifizierungsprozesses und die Gewährleistung konsistenter Nachweismethoden kann das Problem steigender D100-Werte verringert werden.