I ricercatori testano la dimensione delle particelle utilizzando un analizzatore laser delle dimensioni delle particelle dopo una singola classificazione di polvere di calcio pesante. Sorprendentemente, la dimensione delle particelle fini ha subito una modifica e il valore D100 è aumentato. Dopo una seconda classificazione, il valore D100 è aumentato di nuovo, portando a ulteriore confusione.
Inizialmente, c'era il sospetto che altre polveri potessero essersi mescolate con la polvere di calcio. Tuttavia, dopo aver escluso questa possibilità, il problema è persistito. Quindi, concentriamoci sul processo di classificazione e sui metodi di rilevamento per capire perché ciò accade.
Escludendo Contaminazione: Focus su classificazione e rilevamento
È improbabile che si mescoli con altre polveri, quindi diamo un'occhiata al processo di classificazione e ai metodi di rilevamento. Ecco una semplice analisi per fare chiarezza.
Attrezzatura di macinazione e funzione di classificatore
IL Attrezzatura per macinazione soffia particelle di polvere nel classificatore tramite un flusso d'aria verso l'alto. Questo classificatore, o classificatore di flusso d'aria, utilizza la forza centrifuga meccanica per accelerare le particelle di polvere nel flusso d'aria. Le particelle più grandi vengono lanciate verso l'esterno, colpendo la parete di ferro e perdendo energia cinetica, che le fa ricadere verso il basso. Nel frattempo, le particelle più piccole rimangono al centro del flusso d'aria e vengono trasportate al collettore di polvere o ad altre fasi di lavorazione successive.
Analizzatore di dimensioni delle particelle laser
L'analizzatore laser delle dimensioni delle particelle testa le dimensioni delle particelle posizionando particelle di polvere in fase diluita in una soluzione acquosa. L'analizzatore utilizza sorgenti luminose singole o doppie di lunghezze d'onda specifiche per indurre interferenza o diffrazione. Si basa su modelli come MIO O Fraunhofer per simulare l'interazione della luce con le particelle. Quindi calcola i dati statistici sul diametro del volume.
Modello MIE: Utilizzato principalmente per particelle di dimensioni nanometriche.
Modello di Fraunhofer (modello F): Più adatto per particelle di dimensioni maggiori.
Il principio alla base di questi modelli è complesso, ma ogni modello è adattato a diversi intervalli di dimensioni delle particelle per la nostra analisi.
Perché D100 continua ad aumentare?
Quando una polvere subisce più classificazioni, può verificarsi che il valore D100 (la dimensione delle particelle a cui 100% del materiale è più piccolo) aumenti con ogni classificazione. Ciò è spesso dovuto ai seguenti motivi:
- Ridistribuzione delle particelle: Dopo ogni classificazione, le particelle più fini possono essere rimosse, lasciando dietro di sé una maggiore proporzione di particelle più grossolane. Il risultato è uno spostamento complessivo nella distribuzione delle dimensioni delle particelle, che porta a un aumento del valore D100.
- Efficienza del classificatore: L'efficienza del classificatore può variare, specialmente quando si gestiscono polveri con un'ampia distribuzione delle dimensioni delle particelle. Una classificazione non coerente può consentire alle particelle più fini di rientrare nel sistema, causando cambiamenti nei risultati delle dimensioni delle particelle.
- Variabilità del metodo di misurazione:I metodi dell'analizzatore granulometrico laser, in particolare i modelli MIE e Fraunhofer, possono introdurre discrepanze nella misurazione a seconda della natura delle particelle e della lunghezza d'onda utilizzata per il rilevamento.
Il ruolo di D97, D98 e D100 nell'analisi delle dimensioni delle particelle laser
Nel campo dell'analisi granulometrica, gran parte dell'attenzione tende a concentrarsi su D97 O D98 valori, che rappresentano le dimensioni delle particelle tagliate in alto. Mentre i ricercatori raramente discutono D100Tuttavia, se si esaminano attentamente i risultati dei test degli analizzatori di dimensioni delle particelle laser, siano essi Malvern, Bexter o altri strumenti, si noterà che D97 E D100 i valori possono differire in modo significativo. Questa differenza, spesso compresa nell'intervallo da 0,02% a 0,04%, evidenzia le complessità coinvolte nella misurazione delle dimensioni delle particelle.
Comprendere il valore
IL D100 rappresenta la dimensione delle particelle a cui 100% del campione è più piccolo. Mentre questo valore può sembrare cruciale, è spesso oscurato dal D97 E D98 misurazioni, che si concentrano sul punto di taglio superiore. La discrepanza tra i valori D97 e D100 non è necessariamente dovuta a errori nel processo di misurazione, ma piuttosto a causa del natura indiretta dell'analisi granulometrica laser.
Analizzatore di dimensioni delle particelle laser: metodo di rilevamento indiretto
Gli analizzatori di dimensioni delle particelle laser, come quelli di Malvern o Bexter, utilizzano interferenza O diffrazione modelli per stimare la dimensione delle particelle di polvere. Questi analizzatori applicano modelli matematici specifici, come il MIO O Fraunhofer modello, per calcolare il diametro del volume in base alle onde di interferenza create quando la luce interagisce con le particelle di polvere.
Tuttavia, questo processo è indiretto—i modelli si basano su calcoli statistici piuttosto che su misurazioni dirette. Di conseguenza, possono verificarsi delle imprecisioni, soprattutto nel estremi dell'intervallo di dimensioni delle particelle, come le dimensioni delle particelle più piccole (0%) e più grandi (100%). Questa natura statistica significa che l'analisi può escludere statisticamente alcune particelle grandi, che potrebbero essere troppo rare o troppo grandi rispetto alla lunghezza d'onda della luce.
Imprecisioni statistiche nelle particelle grandi e piccole
La precisione degli analizzatori laser delle dimensioni delle particelle è spesso limitata da soglie statistiche impostati dai modelli. Quando c'è un piccolo numero di particelle molto fini, potrebbero essere trascurate a causa di limitazioni statistiche di campionamento. Al contrario, man mano che aumenta il numero di particelle più grossolane, queste entrano nel pool di campioni e contribuiscono alla distribuzione delle dimensioni delle particelle osservata. Ciò porta a D100 valori influenzati da queste soglie statistiche, che sono intrinsecamente collegate alla riproducibilità e ai limiti di rilevamento dell'analizzatore.
Conclusione
Gli analizzatori laser delle dimensioni delle particelle forniscono dati statistici preziosi tramite un metodo di misurazione indiretto. Offrono riproducibilità entro determinati intervalli di dimensioni delle particelle e sono molto utili per guidare i processi di produzione e applicazione. La polvere è composta da un'ampia gamma di dimensioni delle particelle e l'analisi di queste particelle richiede la comprensione sia degli estremi fini che di quelli grossolani. I metodi di misurazione diretta, come la microscopia elettronica, offrono un approccio visivo più accurato all'osservazione delle dimensioni delle particelle, ma spesso richiedono più risorse.
Per comprendere le ragioni alla base delle molteplici classificazioni della polvere di calcio pesante e dei cambiamenti in D100 è necessario considerare sia il processo di classificazione sia i limiti dei metodi di rilevamento. I molteplici cicli di classificazione e il comportamento del classificatore, così come i modelli utilizzati dall'analizzatore laser delle dimensioni delle particelle, svolgono tutti un ruolo nei cambiamenti osservati nella distribuzione delle dimensioni delle particelle. Ottimizzando il processo di classificazione e garantendo metodi di rilevamento coerenti, il problema dell'aumento dei valori D100 può diminuire.