在納米粒度分析領(lǐng)域，動(dòng)態(tài)光散射（DLS）技術(shù)因其對(duì)均勻穩(wěn)定樣品具有卓越的檢測(cè)能力而被廣泛應(yīng)用，其理想檢測(cè)范圍通常介于幾納米到亞微米之間。然而，當(dāng)面對(duì)具有沉降特性的大顆粒樣品時(shí)，DLS技術(shù)的局限性便顯現(xiàn)出來。正是為了突破這一技術(shù)瓶頸，百特儀器研發(fā)的BeNano 180 Zeta Max納米粒度及Zeta電位分析儀創(chuàng)新性地引入了沉降法檢測(cè)模塊，成功將檢測(cè)范圍拓展至微米級(jí)別。

技術(shù)原理突破

BeNano 180 Zeta Max的核心創(chuàng)新在于其在光路系統(tǒng)的0°角位置設(shè)置了高精度PD檢測(cè)器。該設(shè)計(jì)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樣品透射光強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)變化，結(jié)合經(jīng)典的斯托克斯沉降定律，建立起了一套完整的沉降法粒度檢測(cè)方案。該方法的核心方程如下：

沉降速率 = (2r2(ρ_p - ρ_f)g) / (9η)

其中關(guān)鍵參數(shù)包括實(shí)驗(yàn)溫度下分散介質(zhì)的折射率、密度和粘度，以及顆粒物本身的折射率和密度。這些參數(shù)的精確獲取是保證測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

本研究以硅酸鋯鋯粉末為分析對(duì)象，采用多儀器聯(lián)用的綜合檢測(cè)方案：

• 使用BetterPyc 380多功能真密度儀精確測(cè)定樣品密度

• 通過BeNano 180 Zeta Max進(jìn)行沉降法粒度分析

• 采用Bettersize 2600激光粒度分析儀進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證

結(jié)果與討論

沉降法檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示出優(yōu)異的重復(fù)性，三次獨(dú)立測(cè)試的D50值相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差控制在5%以內(nèi)，證明了該方法具有良好的實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)性。從粒度分布曲線可以看出，沉降法所得結(jié)果與激光粒度儀檢測(cè)數(shù)據(jù)具有高度一致性，兩種方法相互驗(yàn)證了結(jié)果的可靠性。

表1 沉降法三次重復(fù)測(cè)試關(guān)鍵參數(shù)對(duì)比

技術(shù)優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用前景

BeNano 180 Zeta Max采用的沉降法檢測(cè)技術(shù)，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)在大顆粒檢測(cè)方面的不足。其檢測(cè)范圍可覆蓋1-100微米，特別適用于具有沉降特性的顆粒體系分析。該方法不僅適用于硅酸鋯鋯等陶瓷材料，在金屬粉末、藥物顆粒、礦物填料等領(lǐng)域的粒度分析中同樣具有廣闊的應(yīng)用前景。

結(jié)論

本研究通過系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明，BeNano 180 Zeta Max納米粒度儀集成的沉降法檢測(cè)模塊，能夠提供準(zhǔn)確、可靠的粒度分析結(jié)果。該方法與激光粒度法形成良好的互補(bǔ)關(guān)系，為寬分布顆粒體系的全面表征提供了新的技術(shù)手段，體現(xiàn)了百特儀器在粒度分析領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新實(shí)力。