激光粒度分析仪的应用

基于光散射理论的激光粒度分析仪己经广泛用于粉末冶金、薄膜、膜片料、催化剂、绝缘材料、润滑油、超导体、无线电技术等行业，涉及化学、制药、食品、建材等工业领域并发挥着越来越大的作用。激光粒度分析仪可以直接测定大气中烟尘与灰尘在不同时间、不同位置的含量，从而得出大气中烟尘灰尘时间-空间分布图，为解决环境污染和性气候预测起到一定的指导作用。近年来，大气污染、金属氧化物和水力部门对江河的检测等都是激光粒度分析仪应用的新焦点。

激光粒度仪的应用领域：

(1)磨料

磨料既有天然的也有合成的，用于研磨、切削、钻孔、成形以及抛光。磨料是在力的作用下实现对硬度较低材料的磨削。磨料的质量取决于磨料的粗糙度和颗粒的均匀性。

(2)化学机械抛光

化学机械抛光是半导体制造加工过程中的重要步骤。化学机械抛光液是由腐蚀性的化学组分和磨料(通常是氧化铝、二氧化硅或氧化铈)两部分组成。抛光过程很大程度上取决于晶片表面构型。晶片的加工误差通常以埃计，对晶片质量至关重要。抛光液粒度越均匀、不聚集成胶则越有利于化学机械抛光加工过程的顺利进行。

(3)陶瓷

陶瓷在工业中的应用非常广泛，从砖瓦到生物医用材料及半导体领域。在生产加工过程中监测陶瓷颗粒的粒度及其粒度分布可以有效地控制Z终产品的性能和质量。

(4)粘土

粘土是一种含水细小颗粒矿物质天然材料。粉砂与粘土类似，但粉沙的颗粒比粘土大。粘土中易于混杂粉砂从而降低粘土的等级和使用性能。

(5)涂料

涂料种类繁多，用途广泛。涂料的颗粒大小及粒度分布直接影响涂料的质量和性能。

(6)污染监测

粒度检测分析在产品的污染监测方面起着重要作用，产品的污染对产品的质量影响巨大。绝大多数行业都有相应的标准、规程或规范，必须严格遵守和执行，以保证产品满足质量要求。

(7)化妆品

无论是普通化妆品还是保湿剂、止汗剂，它们的性能都直接与粒度的大小和分布有关。化妆品的颗粒大小会影响其在皮肤表面的涂抹性能、分布均匀性能以及反光性能。保湿乳液(一种乳剂)的粒度小于200纳米时才能被皮肤良好吸收，而止汗剂的粒度只有足够大时才能阻塞毛孔起到止汗的作用。

(8)乳剂

乳剂是两种互不相溶的液体经乳化制成的非均匀分散体系，通常是水和油的混合物。乳剂有两种类型，一种是水分散在油中，另一种是油分散在水中。常见的乳剂制品有牛奶(水包油型)和黄油(油包水型)，加工过程中它们均需均质化处理到所需的粒径大小以期延长保质期。

(9)食品

食品的原料(粉末及液体)通常来源于不同的加工厂，不同来源的原料必须满足某些特定的标准以使Z终制品的质量均一稳定。原料性质的任何波动都会对食品的口味和口感产生影响。用原料的粒度分布作为食品质量保证和质量控制(QA/QC)的一个指标可确保生产出质量均以稳定的食品制品。

(10)液体工作介质/油

液体工作介质(如：油)越来越昂贵，延长液体介质的寿命是目前普遍关心的问题。机械设备运转过程中会产生金属屑或颗粒落入工作介质中(如：油浴润滑介质或液力传递介质)，因此需要一种方法来确定介质(油)的更换周期。通过监测工作介质(油)中颗粒的分布和变化可以确定更换工作介质的周期以及延长其使用寿命。

(11)墨水

随着打印机技术的不断发展，打印机用的墨水变得越来越重要。喷墨打印机墨水的粒度应当控制在一定的尺度以下，且分布均匀，大的颗粒易于堵塞打印头并影响打印质量。墨水是通过研磨方法制得的，可用粒度检测分析仪器设备监测其研磨加工过程，以保证墨水的颗粒粒度分布均匀，避免产生聚集的大颗粒。

(12)胶束

胶束是表面活性剂在溶液中的浓度超过某一临界值后，其分子或离子自动缔合而成的胶体尺度大小的聚集体质点微粒，这种胶体质点与离子之间处于平衡状态。

激光粒度分析仪的主要应用：

1.在泥沙分析中的应用

在长江泥沙分析研究中的应用时共采集了长江干流(上、中、下游)具有较广泛代表性水文测站的悬移质泥沙样品和床沙样品，分别进行常规粒、吸结合法颗粒分析和激光法颗粒分析，并进行样品颗粒级配测试。收集对比分析资料得出结果为，激光粒度分析仪分析稳定(重复)性较好，精确度较高；激光粒度分析仪在粒径大于0.031mm以上与传统法相比系统偏差较小，而以下则系统偏差较大，同组粒径累积百分数Zda相差达60%，一般表现为粒径越小、相差越大。另外，不同河段、不同沙样条件下，激光粒度分析仪与传统粒吸法分析泥沙颗粒级配两者之间相关关系复杂、随机性大；即使是在同一河段、同一单站，也不是理论上一一对应函数关系，而是存在对应的差异性。

2.在涂料分析中的应用

对涂料中的锌粉采用了干分散法和温分散法测量，发现两者都能客观地反映样品的粒度分布。不论选用湿分散法还是干分散法为保证测试结果的准确性，应做到以下几个方面：

diyi，选用干分散法测试要选用合适的分散压力，只有选择的压力大小能完全分散开加入的样品颗粒，才能测出准确的样品颗粒度分布，否则测试的结果仅为该样品团聚颗粒的粒度分布，也不能满足样品测试重复性的要求；

第二，湿分散法测试分散介质和分散剂的选择至关重要，只有根据样品的特点选择好合适的分散介质和分散剂才能获得准确的样品粒度分布；

第三，测试的镜头不能被污染，镜头要保持清洁，这样才能保证测试结果的准确；

第四，遮光指数控制在合适的范围内，干分散法测试控制在7%~10%，温分散法测试控制在20%~30%为Z佳测试范围。

3.在海洋分析中的应用

利用激光粒度分析仪对海洋沉积物样品进行了粒度分析，探索气体水合物赋存和沉积物粒度之间的相关关系。发现水合物海岭气水合物稳定带内沉积物的粒度组成特征为:粉砂含量主要在60%~75%之间，是气水合物稳定带内沉积组分的主体组分；粘土含量一般小于35%，砂含量一般小于5%，个别层位达到15%。体积平均粒径、中值粒径差值基本小于15μm，个别层位差值可达30μm左右。进一步运用统计学的相关性研究，定量地揭示各个站位沉积物粒径变粗与气体水合物之间存在的不同相关性。这个研究为进一步了解沉积物细微的粒度变化与气水合物的分布相关提供了新的沉积学与统计学方面的资料和认识。

4.在水泥生产中的应用

利用激光粒度分析仪对水泥颗粒级配分布进行了预测，在水泥配比及熟料烧成条件不变的情况下，而水泥的颗粒分布同水泥的28天强度存在很好的相关性，水泥颗粒级配对水泥性能产生的各种影响，主要是因为不同大小颗粒的水化速度不同，试验测定的结果为:0~10μm颗粒，一天水化达75%，28天接近完全；10~30μm颗粒，7天水化接近一半；30~60μm颗粒，28天水化接近一半；〉60μm颗粒，3个月后水化还不到一半。因此可通过水泥的颗粒分布预测其28天强度，预测结果基本上能满足我们的控制要求，实现了超前控制。

5.医学药物制剂中的应用

如今激光粒度分析仪在医学药物制剂中扮演着越来越重要的角色，比如在微乳剂型药品中，通过台式高速冷冻离心机分离而得到的微乳状液颗粒小于0.1微米，普通的观测手法无法对其进行分析，但是激光散射粒度分析仪能很好地满足这些分析研究需求。此外，激光粒度分析仪还在微球分析、粉雾剂质量研究、脂质体粒径和分布检验、乳剂微粒子分析中必不可少。可以说激光粒度分析仪促进了现代医药制剂新时代的到来。