Не существует единого универсального метода определения размера частиц. Используемая техника выбирается на основе самого материала, ожидаемого диапазона размеров частиц и того, находятся ли они в сухом или жидком состоянии. Наиболее распространенные методы включают традиционный ситовой анализ, статическое рассеяние света (также известное как лазерная дифракция), динамическое рассеяние света (DLS) и прямой анализ изображений.
Основной принцип анализа размера частиц заключается не в поиске одного «лучшего» метода, а в подборе правильной аналитической техники к конкретным свойствам вашего образца. Диапазон размеров ваших частиц является наиболее важным фактором при выборе.
Основные методы определения размера частиц
Каждый метод основан на различном физическом принципе и, следовательно, подходит для определенного типа образца и диапазона размеров. Понимание этих различий является ключом к получению точных и релевантных данных.
Ситовой анализ: Традиционный стандарт
Ситовой анализ — это простой и широко используемый метод для сухих, сыпучих материалов. Он включает просеивание образца через стопку сетчатых сит с постепенно уменьшающимися отверстиями.
Материал разделяется на различные фракции по размеру в зависимости от того, на каком сите он задерживается. Затем взвешивается каждая фракция для определения распределения частиц по размерам.
Статическое рассеяние света (SLS / Лазерная дифракция): Универсальная рабочая лошадка
Это один из самых популярных современных методов, особенно для частиц микрометрового диапазона. Лазерный луч пропускается через образец частиц, диспергированных в жидкой или газовой среде.
Частицы рассеивают свет под разными углами в зависимости от их размера — более крупные частицы рассеивают свет под меньшими углами, а более мелкие частицы рассеивают свет под большими углами. Детектор измеряет эту картину, а компьютерный алгоритм рассчитывает распределение частиц по размерам, которое ее создало.
Динамическое рассеяние света (DLS): Для наномасштаба
DLS — предпочтительный метод для измерения очень мелких частиц, обычно менее одного микрона (1 мкм), взвешенных в жидкости. Этот метод не измеряет частицы напрямую.
Вместо этого он измеряет случайное, броуновское движение частиц в жидкости. Более мелкие частицы движутся быстрее и хаотичнее, в то время как более крупные частицы движутся медленнее. Анализируя колебания интенсивности рассеянного света, вызванные этим движением, прибор DLS рассчитывает размер частиц.
Прямой анализ изображений: Когда важна форма
Этот метод в точности соответствует своему названию: получение микроскопических изображений частиц и использование программного обеспечения для измерения их размеров. Он может быть статическим (частицы на предметном стекле) или динамическим (частицы, проходящие мимо камеры).
Уникальное преимущество анализа изображений заключается в его способности измерять не только размер, но и параметры формы, такие как соотношение сторон, округлость и шероховатость поверхности. Это делает его бесценным, когда форма частицы так же важна, как и ее размер.
Понимание компромиссов
Выбор метода требует признания присущих им компромиссов. Результаты, полученные двумя разными методами на одном и том же образце, могут не совпадать в точности, поскольку они по существу измеряют разные свойства.
Дилемма диапазона размеров
Ни один прибор не может охватить весь спектр размеров частиц.
- Ситовой анализ превосходен для более крупных частиц, обычно от 45 микрон до нескольких миллиметров. Он не подходит для очень мелких порошков.
- Лазерная дифракция (SLS) охватывает широкий средний диапазон, часто от 0,1 микрона до 3000 микрон (3 мм).
- Динамическое рассеяние света (DLS) специально предназначен для субмикронного мира, превосходно работая с наночастицами и коллоидами от нескольких нанометров до примерно 1 микрона.
Измерение в сухом или влажном состоянии
Состояние вашего образца является критическим фактором. Ситовой анализ почти всегда проводится для сухого порошка.
Методы рассеяния света требуют, чтобы частицы были равномерно диспергированы в жидкой среде. Это может быть проблемой, если частицы слипаются (агломерируют) или растворяются в выбранной жидкости. Цель состоит в том, чтобы измерить первичные частицы, а не их скопления.
Какой «размер» вы измеряете?
Разные методы по-разному определяют «размер». Ситовой анализ измеряет физический размер, который позволяет частице пройти через отверстие сетки.
Напротив, методы рассеяния света рассчитывают «эквивалентный сферический диаметр». Это диаметр идеальной сферы, которая рассеивала бы свет так же, как и ваша реальная частица. Для частицы неправильной формы это значение может не совпадать с ее физическими размерами, измеренными штангенциркулем.
Выбор правильного метода для вашей цели
Основывайте свое решение на физической реальности вашего образца и данных, которые вам необходимо собрать.
- Если ваш основной фокус — сухие гранулы или крупнозернистые порошки (> 45 мкм): Ситовой анализ является наиболее прямым, экономически эффективным и надежным методом.
- Если ваш основной фокус — мелкие порошки, эмульсии или суспензии в микронном диапазоне: Статическое рассеяние света (лазерная дифракция) обеспечивает лучший баланс скорости, точности и широкого диапазона измерений.
- Если ваш основной фокус — измерение наночастиц или коллоидов в жидкости (< 1 мкм): Динамическое рассеяние света (DLS) является специализированным и подходящим инструментом для субмикронного масштаба.
- Если ваш основной фокус — понимание формы и морфологии частиц: Прямой анализ изображений — единственный метод, который предоставляет эти критически важные данные наряду с распределением по размерам.
В конечном счете, понимание свойств вашего образца — это первый и самый важный шаг к получению значимого измерения размера частиц.
Сводная таблица:
| Метод | Лучше всего подходит (диапазон размеров) | Состояние образца | Ключевой принцип |
|---|---|---|---|
| Ситовой анализ | Крупнозернистые порошки (> 45 мкм) | Сухой | Физическое разделение по размеру сетки |
| Статическое рассеяние света (Лазерная дифракция) | Мелкие порошки, эмульсии (0,1 мкм - 3 мм) | Влажный или сухой | Угол рассеяния света |
| Динамическое рассеяние света (DLS) | Наночастицы, коллоиды (< 1 мкм) | Жидкая суспензия | Скорость броуновского движения |
| Прямой анализ изображений | Любой размер (с микроскопом) | Влажный или сухой | Прямое измерение по изображениям |
Испытываете трудности с выбором подходящего метода определения размера частиц для вашего уникального образца? В KINTEK мы специализируемся на лабораторном оборудовании и расходных материалах для всех ваших потребностей в анализе частиц. Наши эксперты могут помочь вам выбрать идеальный прибор — от вибрационных сит для крупнозернистых материалов до передовых систем лазерной дифракции и DLS для мелких порошков и наночастиц. Обеспечьте точные, надежные результаты, которые продвинут ваши исследования. Свяжитесь с нашей командой сегодня для получения индивидуальной консультации и откройте для себя разницу KINTEK в точности и поддержке.
Связанные товары
- Лабораторные сита и просеивающие машины
- Шлепающее вибрационное сито
- 8-дюймовый лабораторный гомогенизатор с камерой из полипропилена
- Нержавеющая сталь сухой порошок/жидкость горизонтальная шаровая мельница керамическая/полиуретановая футеровка
- Металлографический станок для крепления образцов для лабораторных материалов и анализа
Люди также спрашивают
- Каковы ограничения ситового анализа? Избегайте дорогостоящих ошибок при характеризации частиц
- Какие типы материалов можно разделить методом просеивания? Руководство по эффективному разделению частиц по размеру
- Какая машина используется с ситами? Автоматизируйте анализ частиц с помощью вибрационного сита (шейкера).
- Как определить размер ячейки сита? Мастер разделения частиц для вашей лаборатории
- Каковы этапы метода просеивания? Руководство по точному разделению частиц по размеру
