研究者は、重カルシウム粉末を一回分級した後、レーザー粒度分析装置を使用して粒子サイズをテストしました。驚いたことに、微細粒子のサイズに変化があり、D100値が増加しました。2回目の分級後、D100値は再び増加し、さらに混乱を招きました。
当初は、カルシウム粉末に他の粉末が混ざっているのではないかと疑われていました。しかし、この可能性を否定した後も、問題は解決しませんでした。そこで、なぜこのようなことが起こるのかを理解するために、分類プロセスと検出方法に焦点を当ててみましょう。
除外 汚染: 分類と検出に焦点を当てる
他の粉末と混ざる可能性は低いので、分類プロセスと検出方法を見てみましょう。わかりやすくするために、簡単な分析を示します。
粉砕装置と分級機能
の 研削装置 上向きの気流を介して粉体粒子を分級機に吹き込みます。この分級機、または気流分級機は、機械的な遠心力を利用して粉体粒子を気流内で加速します。大きな粒子は外側に投げ出され、鉄壁にぶつかって運動エネルギーを失い、再び下に落ちます。一方、小さな粒子は気流の中心に留まり、集塵機または他の後続の処理段階に運ばれます。
レーザー粒子サイズ分析装置
レーザー粒子サイズ分析装置は、希薄相粉末粒子を水溶液に入れて粒子サイズを検査します。分析装置は、干渉または回折を誘発するために、特定の波長の単一または二重の光源を使用します。 三重県 または フラウンホーファー 光と粒子の相互作用をシミュレートします。次に、体積直径に関する統計データを計算します。
MIE モデル: 主にナノメートルレベルの粒子サイズに使用されます。
フラウンホーファーモデル（Fモデル）: より大きな粒子サイズに適しています。
これらのモデルの原理は複雑ですが、各モデルは分析に合わせて異なる粒子サイズの範囲に合わせて調整されています。
D100 はなぜ増加し続けるのでしょうか?
粉末を複数回分級すると、分級するごとに D100 値 (材料の粒子サイズが小さくなる値) が増加することがあります。これは、多くの場合、次の理由によります。
- 粒子の再分配: 分級するたびに細かい粒子が除去され、粗い粒子の割合が多く残ります。その結果、粒度分布が全体的に変化し、D100 値が増加します。
- 分類器の効率: 特に粒子サイズ分布が広い粉末を扱う場合、分級機の効率は変化する可能性があります。分級が一貫していないと、より細かい粒子がシステムに再び入り込み、粒子サイズの結果が変化する可能性があります。
- 測定方法のばらつき: レーザー粒子サイズ分析装置の方法、特に MIE モデルと Fraunhofer モデルでは、粒子の性質と検出に使用される波長に応じて測定に矛盾が生じる可能性があります。
レーザー粒子サイズ分析における D97、D98、D100 の役割
粒子サイズ分析の分野では、主に以下の点に焦点が当てられる傾向がある。 D97 または D98 値はトップカット粒子サイズを表します。研究者はほとんど議論しませんが、 100 円しかし、マルバーン、ベクスター、その他のレーザー粒子サイズ分析装置によるテスト結果を詳しく調べると、 D97 そして 100 円 値は大幅に異なる場合があります。この差は、多くの場合 0.02% から 0.04% の範囲にあり、粒子サイズ測定の複雑さを浮き彫りにしています。
価値を理解する
の 100 円 値は、サンプルの100%が小さい粒子サイズを表します。この値は重要であるように思われるかもしれませんが、多くの場合、 D97 そして D98 測定は、上限カットオフポイントに焦点を当てています。D97とD100の値の不一致は、必ずしも測定プロセスのエラーによるものではなく、 間接的な性質 レーザー粒子サイズ分析。
レーザー粒子サイズ分析装置：間接検出法
マルバーンやベクスターなどのレーザー粒子サイズ分析装置は、 干渉 または 回折 モデルを使用して粉末粒子のサイズを推定します。これらの分析装置は、次のような特定の数学モデルを適用します。 三重県 または フラウンホーファー モデルでは、光が粉末粒子と相互作用するときに生成される干渉波に基づいて体積直径を計算します。
しかし、このプロセスは 間接的—モデルは直接測定ではなく統計的計算に依存しています。その結果、特に 極端な 最小 (0%) および最大 (100%) の粒子サイズなど、粒子サイズの範囲を示します。この統計的性質により、分析では、光の波長に比べて希少すぎるか大きすぎる可能性のある特定の大きな粒子が統計的に除外される場合があります。
大きな粒子と小さな粒子の統計的不正確さ
レーザー粒子サイズ分析装置の精度は、多くの場合、 統計的閾値 モデルによって設定されます。 少数 非常に細かい粒子の場合、統計的なサンプリングの制限により見落とされる可能性があります。逆に、粗い粒子の数が増えると、サンプルプールに入り、観測される粒子サイズ分布に寄与します。これにより、 100 円 これらの統計的閾値は分析装置の再現性と検出限界に本質的に関連しており、その影響を受けます。
結論
レーザー粒度分析装置は、間接的な測定方法を通じて貴重な統計データを提供します。特定の粒子サイズ範囲内で再現性があり、製造および適用プロセスのガイドとして非常に役立ちます。粉末はさまざまな粒子サイズで構成されており、これらの粒子を分析するには、極端に細かい粒子と粗い粒子の両方を理解する必要があります。電子顕微鏡などの直接測定方法は、粒子サイズの観察に対してより正確で視覚的なアプローチを提供しますが、多くの場合、より多くのリソースを必要とします。
重質カルシウム粉末の複数の分類と D100 の変化の背後にある理由を理解するには、分類プロセスと検出方法の制限の両方を考慮する必要があります。複数の分類サイクルと分類器の動作、およびレーザー粒度分析装置で使用されるモデルはすべて、粒度分布の観察された変化に影響を与えます。分類プロセスを最適化し、一貫した検出方法を確保することで、D100 値の増加の問題を軽減できます。