Les chercheurs testent la taille des particules à l'aide d'un analyseur de taille de particules laser après une seule classification de poudre de calcium lourde. Étonnamment, la taille des particules fines a changé et la valeur D100 a augmenté. Après une deuxième classification, la valeur D100 a de nouveau augmenté, ce qui a entraîné une confusion supplémentaire.
Au départ, on soupçonnait que d'autres poudres avaient pu se mélanger à la poudre de calcium. Cependant, après avoir écarté cette possibilité, le problème a persisté. Concentrons-nous donc sur le processus de classification et les méthodes de détection pour comprendre pourquoi cela se produit.
Sauf Contamination: Focus sur la classification et la détection
Il est peu probable qu'il se mélange avec d'autres poudres, examinons donc le processus de classification et les méthodes de détection. Voici une analyse simple pour plus de clarté.
Équipement de broyage et fonction de classificateur
Le équipement de broyage Le classificateur souffle des particules de poudre dans le classificateur par un flux d'air ascendant. Ce classificateur, ou classificateur à flux d'air, utilise la force centrifuge mécanique pour accélérer les particules de poudre dans le flux d'air. Les particules plus grosses sont projetées vers l'extérieur, heurtent la paroi en fer et perdent de l'énergie cinétique, ce qui les fait retomber. Pendant ce temps, les particules plus petites restent au centre du flux d'air et sont transportées vers le dépoussiéreur ou d'autres étapes de traitement ultérieures.
Analyseur de taille de particules au laser
L'analyseur de taille de particules laser teste la taille des particules en plaçant des particules de poudre en phase diluée dans une solution aqueuse. L'analyseur utilise des sources lumineuses simples ou doubles de longueurs d'onde spécifiques pour induire des interférences ou une diffraction. Il s'appuie sur des modèles tels que MIE ou Fraunhofer pour simuler l'interaction de la lumière avec les particules. Ensuite, il calcule des données statistiques sur le diamètre volumique.
Modèle MIE: Principalement utilisé pour les particules de taille nanométrique.
Modèle de Fraunhofer (modèle F):Mieux adapté aux particules de plus grande taille.
Le principe derrière ces modèles est complexe, mais chaque modèle est adapté à différentes gammes de tailles de particules pour notre analyse.
Pourquoi le D100 continue d’augmenter ?
Lorsqu'une poudre subit plusieurs classifications, il peut en résulter une augmentation de la valeur D100 (la taille des particules à laquelle 100% du matériau est plus petite) à chaque classification. Cela est souvent dû aux raisons suivantes :
- Redistribution des particules:Après chaque classification, des particules plus fines peuvent être éliminées, laissant derrière elles une plus grande proportion de particules plus grossières. Le résultat est un changement global dans la distribution granulométrique, conduisant à une augmentation de la valeur D100.
- Efficacité du classificateur:L'efficacité du classificateur peut varier, notamment lors de la manipulation de poudres présentant une large distribution granulométrique. Une classification incohérente peut permettre à des particules plus fines de réintégrer le système, provoquant des modifications dans les résultats de granulométrie.
- Variabilité de la méthode de mesure:Les méthodes d'analyse de la taille des particules par laser, notamment les modèles MIE et Fraunhofer, peuvent introduire des écarts de mesure en fonction de la nature des particules et de la longueur d'onde utilisée pour la détection.
Le rôle des D97, D98 et D100 dans l'analyse granulométrique au laser
Dans le domaine de l’analyse de la taille des particules, l’accent est mis en grande partie sur D97 ou D98 valeurs, qui représentent les tailles de particules coupées supérieures. Bien que les chercheurs discutent rarement D100. Cependant, si vous examinez attentivement les résultats des tests des analyseurs de taille de particules laser, qu'ils proviennent de Malvern, de Bexter ou d'autres instruments, vous remarquerez que D97 et D100 les valeurs peuvent différer considérablement. Cette différence, souvent comprise entre 0,02% et 0,04%, met en évidence la complexité de la mesure de la taille des particules.
Comprendre la valeur
Le D100 La valeur représente la taille des particules à laquelle 100% de l'échantillon est plus petite. Bien que cette valeur puisse sembler cruciale, elle est souvent éclipsée par la D97 et D98 mesures, qui se concentrent sur le point de coupure supérieur. L'écart entre les valeurs D97 et D100 n'est pas nécessairement dû à des erreurs dans le processus de mesure, mais plutôt à la nature indirecte de l'analyse granulométrique par laser.
Analyseur de taille de particules au laser : méthode de détection indirecte
Les analyseurs de taille de particules laser, tels que ceux de Malvern ou de Bexter, utilisent ingérence ou diffraction modèles pour estimer la taille des particules de poudre. Ces analyseurs appliquent des modèles mathématiques spécifiques, tels que MIE ou Fraunhofer modèle, pour calculer le diamètre volumique en fonction des ondes d'interférence créées lorsque la lumière interagit avec les particules de poudre.
Cependant, ce processus est indirect—les modèles reposent sur des calculs statistiques plutôt que sur des mesures directes. Par conséquent, des inexactitudes peuvent survenir, en particulier dans les extrêmes de la gamme de tailles de particules, telles que les plus petites (0%) et les plus grandes (100%). Cette nature statistique signifie que l'analyse peut exclure statistiquement certaines grosses particules, qui pourraient être trop rares ou trop grandes par rapport à la longueur d'onde de la lumière.
Inexactitudes statistiques dans les grosses et petites particules
La précision des analyseurs de taille de particules laser est souvent limitée par la seuils statistiques fixé par les modèles. Lorsqu'il y a un petit nombre de particules très fines, elles peuvent être négligées en raison de limitations d'échantillonnage statistique. Inversement, à mesure que le nombre de particules plus grossières augmente, elles pénètrent dans le pool d'échantillons et contribuent à la distribution granulométrique observée. Cela conduit à D100 les valeurs étant influencées par ces seuils statistiques, qui sont intrinsèquement liés à la reproductibilité et aux limites de détection de l'analyseur.
Conclusion
Les analyseurs de taille de particules laser fournissent des données statistiques précieuses grâce à une méthode de mesure indirecte. Ils offrent une reproductibilité dans certaines plages de tailles de particules et sont très utiles pour guider les processus de production et d'application. La poudre est composée d'une large gamme de tailles de particules, et l'analyse de ces particules nécessite de comprendre à la fois les extrêmes fins et grossiers. Les méthodes de mesure directe, telles que la microscopie électronique, offrent une approche visuelle plus précise de l'observation de la taille des particules, mais nécessitent souvent plus de ressources.
Pour comprendre les raisons des multiples classifications de la poudre de calcium lourde et les variations de D100, il faut prendre en compte à la fois le processus de classification et les limites des méthodes de détection. Les multiples cycles de classification et le comportement du classificateur, ainsi que les modèles utilisés par l'analyseur de taille de particules laser, jouent tous un rôle dans les variations observées de la distribution granulométrique. En optimisant le processus de classification et en garantissant des méthodes de détection cohérentes, le problème de l'augmentation des valeurs de D100 peut diminuer.