Onderzoekers testen de deeltjesgrootte met een laserdeeltjesgrootteanalysator na een enkele classificatie van zwaar calciumpoeder. Verrassend genoeg verandert de fijne deeltjesgrootte en neemt de D100-waarde toe. Na een tweede classificatie neemt de D100-waarde opnieuw toe, wat leidt tot verdere verwarring.
Aanvankelijk bestond het vermoeden dat andere poeders zich met het calciumpoeder hadden vermengd. Nadat we deze mogelijkheid echter hadden uitgesloten, bleef het probleem bestaan. Laten we ons dus richten op het classificatieproces en de detectiemethoden om te begrijpen waarom dit gebeurt.
Uitsluitend Verontreiniging: Focus op classificatie en detectie
Het is onwaarschijnlijk dat het met andere poeders vermengd raakt, dus laten we eens kijken naar het classificatieproces en de detectiemethoden. Hier is een eenvoudige analyse om duidelijkheid te verschaffen.
Maalapparatuur en classificatorfunctie
De slijpapparatuur blaast poederdeeltjes via een opwaartse luchtstroom in de classifier. Deze classifier, of airflow classifier, gebruikt mechanische centrifugale kracht om de poederdeeltjes in de luchtstroom te versnellen. Grotere deeltjes worden naar buiten geslingerd, raken de ijzeren wand en verliezen kinetische energie, waardoor ze weer naar beneden vallen. Ondertussen blijven kleinere deeltjes in het midden van de luchtstroom en worden ze naar de stofafzuiger of andere daaropvolgende verwerkingsfasen getransporteerd.
Laserdeeltjesgrootte-analysator
De laserdeeltjesgrootteanalysator test deeltjesgroottes door verdunde poederdeeltjes in een waterige oplossing te plaatsen. De analysator gebruikt enkele of dubbele lichtbronnen van specifieke golflengten om interferentie of diffractie te veroorzaken. Het vertrouwt op modellen zoals de MIJ of Fraunhofer om de interactie van licht met deeltjes te simuleren. Vervolgens berekent het statistische gegevens over de volumediameter.
MIE-model: Wordt voornamelijk gebruikt voor deeltjesgroottes op nanometerniveau.
Fraunhofer-model (F-model): Beter geschikt voor grotere deeltjesgroottes.
Het principe achter deze modellen is complex, maar elk model is afgestemd op verschillende deeltjesgroottebereiken voor onze analyse.
Waarom blijft D100 stijgen?
Wanneer een poeder meerdere classificaties ondergaat, kan dit ertoe leiden dat de D100-waarde (de deeltjesgrootte waarbij 100% van het materiaal kleiner is) met elke classificatie toeneemt. Dit komt vaak door de volgende redenen:
- Herverdeling van deeltjes: Na elke classificatie kunnen fijnere deeltjes worden verwijderd, waardoor een groter deel van de grovere deeltjes achterblijft. Het resultaat is een algehele verschuiving in de deeltjesgrootteverdeling, wat leidt tot een toename van de D100-waarde.
- Classificator efficiëntie: De efficiëntie van de classifier kan variëren, vooral bij het verwerken van poeders met een brede deeltjesgrootteverdeling. Inconsistente classificatie kan ervoor zorgen dat fijnere deeltjes opnieuw in het systeem terechtkomen, wat veranderingen in de deeltjesgrootteresultaten veroorzaakt.
- Meetmethode Variabiliteit:De methoden van de laserdeeltjesgrootte-analysator, met name de MIE- en Fraunhofer-modellen, kunnen afwijkingen in de meting veroorzaken, afhankelijk van de aard van de deeltjes en de golflengte die voor detectie wordt gebruikt.
De rol van D97, D98 en D100 bij laserdeeltjesgrootteanalyse
Op het gebied van deeltjesgrootteanalyse ligt de nadruk vooral op D97 of D98 waarden, die de deeltjesgroottes van de bovenste snede weergeven. Hoewel onderzoekers zelden D100Als u echter de testresultaten van laserdeeltjesgrootteanalysatoren nauwkeurig bekijkt, of het nu van Malvern, Bexter of andere instrumenten is, zult u merken dat de D97 En D100 waarden kunnen aanzienlijk verschillen. Dit verschil, vaak in het bereik van 0,02% tot 0,04%, benadrukt de complexiteit van deeltjesgroottemeting.
De waarde begrijpen
De D100 waarde geeft de deeltjesgrootte weer waarbij 100% van het monster kleiner is. Hoewel deze waarde cruciaal lijkt, wordt deze vaak overschaduwd door de D97 En D98 metingen, die zich richten op het hoogste afkappunt. De discrepantie tussen de D97- en D100-waarden is niet per se te wijten aan fouten in het meetproces, maar eerder aan de indirecte aard van laserdeeltjesgrootte-analyse.
Laserdeeltjesgrootte-analysator: indirecte detectiemethode
Laserdeeltjesgrootte-analysatoren, zoals die van Malvern of Bexter, gebruiken interferentie of diffractie modellen om de grootte van poederdeeltjes te schatten. Deze analysatoren passen specifieke wiskundige modellen toe, zoals de MIJ of Fraunhofer model, om de volumediameter te berekenen op basis van de interferentiegolven die ontstaan wanneer licht in wisselwerking treedt met poederdeeltjes.
Dit proces is echter indirect—de modellen vertrouwen op statistische berekeningen in plaats van directe metingen. Als gevolg hiervan kunnen er onnauwkeurigheden optreden, vooral in de uitersten van het deeltjesgroottebereik, zoals de kleinste (0%) en grootste (100%) deeltjesgroottes. Deze statistische aard betekent dat de analyse statistisch gezien bepaalde grote deeltjes kan uitsluiten, die te zeldzaam of te groot kunnen zijn in verhouding tot de golflengte van het licht.
Statistische onnauwkeurigheden in grote en kleine deeltjes
De nauwkeurigheid van laserdeeltjesgrootte-analysatoren wordt vaak beperkt door de statistische drempels ingesteld door de modellen. Wanneer er een klein aantal van zeer fijne deeltjes, kunnen ze over het hoofd worden gezien vanwege beperkingen in statistische bemonstering. Omgekeerd, naarmate het aantal grovere deeltjes toeneemt, komen ze in de monsterpool terecht en dragen ze bij aan de waargenomen deeltjesgrootteverdeling. Dit leidt tot D100 waarden die worden beïnvloed door deze statistische drempelwaarden, die inherent gekoppeld zijn aan de reproduceerbaarheids- en detectielimieten van de analysator.
Conclusie
Laserdeeltjesgrootte-analysatoren leveren waardevolle statistische gegevens via een indirecte meetmethode. Ze bieden reproduceerbaarheid binnen bepaalde deeltjesgroottebereiken en zijn zeer nuttig voor het begeleiden van productie- en toepassingsprocessen. Poeder bestaat uit een breed scala aan deeltjesgroottes en de analyse van deze deeltjes vereist inzicht in zowel de fijne als de grove uitersten. Directe meetmethoden, zoals elektronenmicroscopie, bieden een nauwkeurigere, visuele benadering van deeltjesgrootte-observatie, maar zijn vaak intensiever qua middelen.
Om de redenen achter de meervoudige classificaties van zwaar calciumpoeder en de veranderingen in D100 te begrijpen, moet u zowel het classificatieproces als de beperkingen van de detectiemethoden in overweging nemen. De meervoudige classificatiecycli en het gedrag van de classificator, evenals de modellen die worden gebruikt door de laserdeeltjesgrootteanalysator, spelen allemaal een rol bij de waargenomen veranderingen in de deeltjesgrootteverdeling. Door het classificatieproces te optimaliseren en consistente detectiemethoden te garanderen, kan het probleem van toenemende D100-waarden afnemen.